Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлена новая концепция многофакторного моделирования фильтрации в техногенно измененных околоскважинных зонах (ОСЗ), объединяющая механическую кольматацию, фильтрационную деформацию скелета, термобарическое расширение породообразующих минералов и капиллярное защемление флюидов. Разработана обобщенная мультипликативная модель проницаемости:

позволяющая описывать радиальное и барическое распределения фильтрационных параметров. На основе анализа системы уравнений неразрывности и закона Дарси с переменными коэффициентами получены интегральные соотношения для расчета скин-фактора и дебита скважин. Установлено, что неучет совместного действия указанных механизмов приводит к систематическим относительным погрешностям (до 40–50 %) прогноза продуктивности в зонах максимального техногенного воздействия. Предложен дифференцированный подход к выбору методов интенсификации притока на основе идентификации доминирующего механизма поражения ОСЗ.

Проведены экспериментальные исследования по моделированию резорбции алмаза в процессе окислительного мантийного метасоматоза при давлении 6.3 ГПа, температуре 1000-1300 °С и fO₂ соответствующей буферам WM (вюстит-магнетит) и HM (гематит-магнетит). Кристаллы алмаза были помещены в агрегат форстерита и диопсида с добавлением воды в количестве от 1 мас. % до 4 мас. %. В результате были реализованы реакции окисления алмаза в системах «форстерит-алмаз-Н₂О» и «диопсид-алмаз-Н₂О» в твердофазной матрице, в соответствие с равновесиями EMOD (энстатит-магнезит/оливин-алмаз) и DCDD (доломит-коэсит/диопсид-алмаз). Изучено изменение морфологии резорбированных алмазов и состав новообразованных фаз в зависимости от содержания воды в системах. Установлено, что при относительно малых (до 2 мас. %) содержаниях воды в системе растворение/резорбция алмаза происходит преимущественно отрицательными тригонами и тригональными слоями. В результате полученные в процессе резорбции формы алмаза, подобны так называемым ламинарным ромбододекаэдрам или кристаллам октаэдрического габитуса с полицентрическим строением граней, которые традиционно относят к типичным ростовым формам алмаза. При более высоких концентрациях воды (4 мас. %) резорбция алмаза происходит с образованием дитригональных и щитовидных слоёв на гранях {111}, которые являются типоморфными для процессов растворения алмаза в водосодержащих расплавах и флюидах. Типичные округлые кристаллы алмаза в системе «форстерит-алмаз-Н₂О» не установлены вследствие неравномерной резорбции поверхности.

Для метаосадочных пород неройской серии, развитых в Гутаро-Туманшетском прогибе, предполагался палеопротерозойский возраст, что допускало их корреляцию с отложениями Урикско-Ийского и Елашского грабенов на юго-западе Сибирского кратона. В работе представлены первые данные по возрасту циркона из гранат-биотитовых гнейсов, гранат-двуслюдяных сланцев и кварцитов алхадырской и туманшетской свит неройской серии. Возрастные спектры детритовых цирконов включают доминирующие неопротерозойские (1100-600 млн лет) и подчиненные палеопротерозойские и архейские значения. Верхнюю границу осадконакопления определяет возраст гранитов Мальханского массива и габброидов Тартайского массива, интрудирующих отложения неройской серии на рубеже 740-712 млн лет. Нижнюю границу осадконакопления фиксируют наиболее молодые зерна циркона с возрастом 765-745 млн лет и осцилляторной зональностью, присущей магматическим цирконам, что ограничивает формирование осадочных отложений неройской серии криогением. Формирование незональных цирконов с возрастом ~600 млн лет и аномально низким Th/U (<0.1) в породах алхадырской свиты связано с вендским метаморфизмом, широко проявленным в складчатых структурах юго-западного обрамления Сибирского кратона. Возраст детритового циркона в сочетании с модельным Nd возрастом гнейсов и сланцев (2.7-1.9 млрд лет) свидетельствуют о том, что в питающей провинции были представлены раннедокембрийские магматические/метаморфические комплексы и доминирующие неопротерозойские магматические ассоциации, образованные в результате переплавления более древней, палеопротерозойской коры. Этим условиям удовлетворяют раннедокебрийские породные ассоциации Шарыжалгайского, Бирюсинского и Ангаро-Канского блоков юго-западной части Сибирского кратона и неопротерозойские гранитоиды Заангарской части Енисейского кряжа, соответственно. Предполагается, что формирование Гутаро-Туманшетского прогиба в позднем неопротерозое происходило на раннедокембрийском основании во внутриконтинентальной обстановке.

Для Овур-Онгешского золото-теллуридного рудопроявления установлены 2 стадии отложения минералов Au и Ag. В I рудную стадию отлагались золото, электрум, теллуриды Au-Ag (петцит Ag₃AuTe₂, мутманнит AgAuTe₂, сильванит AgAuTe₂, костовит AuСuTe₂), ютенбогардтит Ag₃AuS₂, во II рудную стадию – золото, электрум, калаверит, петцит, гессит, петровскаит AuAg(S,Se)₂, фишессерит Ag₃AuSe₂ с науманнитом Ag₂Se и акантитом Ag₂S. Данные флюидных включений в кварце (микротермометрия, рамановская спектроскопия) показали, что минералы I рудной стадии отлагались при P ~0.95–1.3 кбар из Na-K хлоридного флюида с соленостью от 6.9 до 33.1 мас. % NaCl-экв. при температурах 372–327 °С, II рудной стадии – из Na-хлоридного флюида с соленостью от 6.6 до 8.6 мас. % NaCl-экв. при 257–227 °С. Значения δ₁₈О_H2O флюида I рудной стадии варьируют от +8.1 до +6.9 ‰ (T=330 °C), II рудной стадии – от +4.5 до +3.5 ‰ (T=245 °C), что позволило предположить, что на ранних стадиях рудообразующего процесса флюид имел магматическое происхождение, а на поздних – смешивался с метеорными водами. Широкий интервал солености флюида от 33.1 до 6.9 мас. % NaCl-экв. может быть обусловлен разбавлением высокоминерализованного магматического флюида нагретой метеорной водой. Значения δ³⁴S_H2S флюида I рудной стадии варьируют от –6.3 до –2.7 ‰, II рудной стадии – от –6.3 до –1.2 ‰ свидетельствуют о том, помимо магматического флюида, в минералообразовании принимали участие гидротермальные растворы иной природы. Результаты минералогических, термобарогеохимических и изотопных исследований показали сходства рассматриваемого рудопроявления с золото-теллуридным минеральным типом вулкано-плутонических комплексов.

Эффективное управление тепловым режимом в современной компактной электронике требует использования поверхностей с контролируемой смачиваемостью и высокой капиллярной способностью. Несмотря на то, что лазерно-текстурированный кремний широко изучается с точки зрения его оптического отклика, смачивающие свойства этого материала и характеристики капиллярного транспорта остаются исследованными в меньшей степени. В представленной работе кремниевые пластины обрабатывались наносекундным Nd:YAG-лазером для получения двух типов текстурированных поверхностей: GraySi и BlackSi. Микроструктуры анализировались с точки зрения морфологии, смачиваемости и капиллярной способности с использованием числа впитываемости Wi . Поверхность BlackSi продемонстрировала значительно более высокую капиллярную способность ( Wi = 2.3) по сравнению с GraySi ( Wi = 1.3). Исследование поведения испаряющихся капель воды показало, что лазерное текстурирование сокращает время испарения за счет повышения гидрофильности и, что особенно важно, изменяет режим испарения: на поверхности BlackSi сохранялся режим постоянного радиуса контактной линии, тогда как на поверхности GraySi наблюдался переход к смешанному режиму.

Работа посвящена исследованию зависимости процесса кипения на пористом нагревателе от силы гравитации с помощью численной гибридной модели на основе метода решеточных уравнений Больцмана и уравнения переноса тепла. Для проверки модели сначала исследовалась динамика роста и отрыва одиночного пузыря при кипении на одиночном плоском нагревателе при различных величинах ускорения свободного падения (от 0.2 g до нормального g ). Полученные зависимости отрывного диаметра, частоты отрыва и усредненного теплового потока от силы гравитации подтвердили качественное соответствие с литературными данными. В результате моделирования процесса кипения на пористом нагревателе с упорядоченной структурой твердых теплопроводящих прямоугольных элементов были получены кривые кипения и зависимости коэффициента деградации теплообмена от теплового напора для различных значений ускорения свободного падения. Показано, что с уменьшением гравитации отводимый с пористого нагревателя тепловой поток уменьшается во всей области тепловых напоров, а кризис кипения начинается при меньшем тепловом напоре.

Методом просвечивания образцов узким пучком гамма-излучения впервые измерена плотность жидких сплавов рубидий - свинец, содержащих 40, 45, 55 и 60 ат. % Pb, в интервале температур от ликвидуса до ~1000 K. На основании полученных результатов, а также данных для расплава Rb₅₀Pb₅₀, исследованного авторами ранее, построены концентрационные зависимости молярного объема, относительного избыточного молярного объема и объемного коэффициента теплового расширения для жидкой системы Rb - Pb. Эти зависимости сильно отклоняются от соответствующих зависимостей для идеальных растворов, что подтверждает тенденцию к образованию химического ближнего порядка в жидком состоянии.

Экспериментально исследованы процессы формирования и сортировки микрокапель в массиве детерминированного бокового смещения (DLD) в потоках несмешивающихся жидкостей. Показано, что при движении крупных снарядов дисперсной фазы вдоль DLD-массива происходит отрыв дочерних микрокапель по механизму, демонстрирующему сходство с режимом tip-streaming. Установлено, что микрокапли преимущественно следуют линиям тока и распределяются между выходными каналами DLD-чипа, тогда как крупные снаряды движутся вдоль траекторий смещения, определяемых геометрией массива. Полученные результаты демонстрируют перспективность использования DLD-массивов для одновременного формирования и сортировки микрокапель.

В работе применен метод нейросуррогатной оптимизации для уточнения скелетного химико-кинетического механизма KCPsur, предсказывающего скорость горения модельного 4-х компонентного суррогатного авиационного топлива SU4 (смесь н-декана, изоцетана, метилциклогексана и тетралина). Многослойный перцептрон, обученный на 34 вариациях 5-и предэкспоненциальных множителей констант скоростей химических реакций, имеющих наибольший коэффициент чувствительности ламинарной скорости горения (flow rate A-factor sensitivity) в 27 контрольных точках, использовался взамен времязатратных расчетов скорости распространения ламинарных пламен в пакете программ CHEMKIN. Для оптимизации констант скоростей выбранных реакций, ответственных за превращение тетралина, применялся метод градиентного спуска, что позволило получить уточненный механизм KCPsur_neural. Новая химико-кинетическая модель более точно описывает скорость распространения ламинарного пламени (LBV) смесей керосина с воздухом в бедных и околостехиометрических условиях ( φ = 0.70 - 1.05) при давлениях до 8 атм, превосходя по точности исходный KCPsur и, в некоторых случаях, детальный механизм CRECK. Важной особенностью KCPsur_neural является его способность корректно описывать профили концентраций ряда важных интермедиатов в пламени смеси SU4/O₂/Ar, что указывает на слабое влияние констант скоростей уточненных реакций на структуру изученных пламен. Это открывает возможность использования в дальнейшем двух независимых нейросуррогатных моделей для оптимизации механизмов горения топлив: одной - для их оптимизации в отношении LBV, другой - для описания структуры пламени с формированием отдельных обучающих выборок меньшей суммарной размерности. Показано, что предложенный подход обеспечивает ускорение оптимизации констант скоростей реакций примерно в 10⁶ раз при использовании ограниченной обучающей выборки. Результаты демонстрируют высокую эффективность использования машинного обучения для преодоления ригидности сокращенных моделей горения и расширения их применимости до условий, релевантных для камер сгорания авиационных двигателей. Гражданская авиация представляет собой один из ключевых секторов мировой экономики, демонстрирующий устойчивый среднегодовой темп прироста на уровне 5 - 10 % [1]. Согласно данным международных организаций, совокупная доля выбросов парниковых газов, приходящаяся на авиацион

Проведено численное исследование динамики ударных волн в дальнем поле от тонкого тела вращения с диском. Диск размещен перед телом под углом к набегающему потоку воздуха. Показана возможность уменьшения интенсивности ударных волн в дальнем поле. Увеличение скорости набегающего потока уменьшает диапазон изменения углов наклона диска, в котором можно добиться снижения интенсивности ударных волн.