应用非线性有限元方法研究底座结构的稳定性问题.使用牛顿-拉斐逊和弧长法获得结构的载荷位移曲线和失稳模态.根据结构的载荷位移曲线和失稳模态,研究前、后立柱两端不同的连接方式对结构稳定性的影响.当前、后立柱两端为铰接时结构有较高的极限承载能力.考虑到底座的初始缺陷,对其进行非线性有限元分析,结果表明初始缺陷对底座的极限承载能力有较大的影响.

建立了全新的用于多相流量计测的单元阻力模型,并在此基础上开发出多相流量计测系统实验样机和配套计测软件.通过自建多相流测试环道上大量的模拟现场工况实验研究,对计测模型进行了评价.实验数据表明:该计测模型可以适用于多相流中不同粘度的液相流量计量;可适用于较宽的气、液相流量变化范围;模型计测误差稳定在可接受的水平,适当延长计测周期可以明显改善计测误差.

本文首先简要介绍了我们自主开发的智能型多相流量计的基本原理,包括气相流量和液相流量计量,以及液相含水率的计量.继而,对工业样机的现场试验条件以及试验结果进行了详细的论述.数据表明:该多相流量计工业样机的液相流量计量相对误差在±8%以内,其中95%以上位于±5%范围内;气相流量计量相对误差在±20%以内,其中67%在±5%以内,88%在±10%以内,98%在±15%范围内;液相含水率绝对误差在±2%以内.该工业样机计量精度可以满足油田生产的需要.

利用PIV测试技术对天然气管道内的实流流场进行了可压缩非定常性测试研究，以探究天然气的可压缩非定常特性对天然气流量计量的影响。测试结果表明：通常在充分发展的天然气湍流流动情况下，圆管流的瞬时（0．4～2．5μs）截面体积积分流量存在明显的波动，流量的相对脉动幅值保持在4％以内。这表明管道内的压力在天然气介质中是以纵向压力波形式传递的；而天然气在压力驱动下，由于其本身的可压缩特性，管道截面上的气体密度会出现疏－密相间的变化，相应的瞬间截面流量也会出现大－小相间的脉动。现场试验在测试区上游15D处加装DN100～DN50的变径管后，流场中气流的最大马赫数达到0．2，流量的相对脉动幅值明显大于常规4％的水平，气体可压缩比有明显跃增。此时气体的可压缩以及非定常特性显著，应该认真考虑其对流量精确计量...

三维粒子成像测速（ＰＩＶ）的透视成像分析方法中，在动用体积光照明前从多个不同光轴方向用多台照相机或摄像机同时获得ＰＩＶ图像后，根据多幅不同光轴的ＰＩＶ图像的透视性质，运用物点三维定位的透视成像定位原理和方法，可通过找出各透视面上像点所对应的透视射线的交点来确定相应粒子的三维位置。问题在于，尽管粒子所在位置上必然存在各像点相应的透视射线的交点，但反过不，相应的透视射线的交点上却未必存在着真实的粒子。

在三维粒子成像测速（ＰＩＶ）方面，可运用体积光照明同时从不同光轴用多个照相机获得ＰＩＶ图像，如何根据这些不同光轴获得的ＰＩＶ图像确定出粒子物点的空间位置是实现三维粒子成像测速的前提。基于此，提出了根据多幅不同光轴的ＰＩＶ图像的粒子像斑实现粒子物点三维定位的透视成像定位原理和方法。精确确定透视平面与透视中心在空间的位置是实现粒子物点三维定位的关键，妆测定透视中心（照相机的光学中心）和透视平面在空间的

随着海洋石油工业的发展,海底管道的安全运行成为愈来愈受关注的问题.笔者针对胜利埕岛油田海底管道的淘空情况,采用流动显示技术研究海底管道由部分裸露到完全淘空过程中管道周围的流场特征.试验结果表明:海底管道从裸露到淘空,冲刷由缓慢变得急剧,直至淘空达一定程度后冲刷达到平衡;海流绕流管道时存在一涡脱落的相关长度,该长度约为2～3d.

对三种高环流系数叶片叶型和五种相对节距的涡轮叶栅进行内流场试验研究,在研究中采用粒子成像测试技术(PIV),获得叶栅内S1m流面的全流场流动信息,并采用拓扑图论原理经计算机进行图像处理,获得S1m流面的速度矢量场和旋度场.对所获得的叶栅内流场分析表明,随着涡轮环流系数的增加,液体流经叶栅的能量损失增大;随着叶栅相对节距的增大,叶栅内脱流区增大、漩涡区的旋度值随之增大.该研究结果将给涡轮叶型的设计提供有价值的参考.

利用二维激光多普勒测速仪对零压力梯度下光滑面和小尺度沟槽面的沟槽及峰上部区域中湍流边界层流场进行了对比测量.笔者着重考察了在相同流动条件下两位置的平均速度、流向速度脉动强度、高阶矩以及雷诺剪应力的分布特性.实验中发现:沟槽能够增加粘性底层的厚度,减小壁面剪切力,有减阻效应.而此处的流向速度脉动的强度、高阶矩以及雷诺剪应力在距离壁面的不同区域中均有减小或降低,说明沟槽具有削弱湍流湍动的功能;而峰上部的湍流统计平均量则表现出与槽相反的结果或趋势.还讨论了该沟槽面减阻的原因.

利用PIV测试技术对DN100天然气水平管道内0．8MPa下的实流流场进行测试研究，得到旋度场、速度矢量场等。以实测速度矢量场的空间平均值拟合出圆管横截面上的主流速度分布并积分求得管流截面上的瞬时积分流量。试验通过连续测量发现了流场的瞬时流量存在明显的脉动特征；而在较长周期内采集到的瞬时流量呈正态分布，其平均值与声速喷嘴流量一致，测量精度与超声流量计相当。测试结果显示：该PIV系统可以用于体积流量计量，而较长周期内的瞬时流量均值可以作为标准流量。