油气管道智能封堵机理及减振控制方法

油气管道智能封堵技术在管道维抢修作业中具有重要意义，尤其在长输管道及海底油气管道的高压封堵作业中已成为至关重要的一环。主要包括：智能封堵器致振机理和减振控制策略、动态封堵模型分析、结构参数对封堵致振的影响、减振结构优化设计、基于运动状态的减振控制方法、扰流减振主动控制方法。在内容叙述上力求完整、条理清晰。本书的新颖之处在于提出了封堵致振问题，并从多方面进行了智能封堵器的减振研究，同时在研究方法上提供了新的跨学科视角，对油气管道智能封堵技术的发展具有重要意义。可作为从事管道作业的企业、研究院所和高等院校等科研单位的参考用书。

赵弘，教授，2003年获得西安交通大学机械电子工程专业工学博士学位，并获得西安交通大学优秀毕业生称号。研究方向为气动与液压系统的智能控制，石油机电设备的智能控制，管内机器人设计与控制。曾作为访问学者在加拿大多伦多大学机器人与控制实验室，进行了为期1年的管内机器人研究工作。目前已在国内外学术刊物和学术会议上发表论文30余篇。2003年至今在中国石油大学（北京）从事有关机电系统及管内智能封堵，管内外通讯、定位等的教学和科研工作。负责和参加有关机电系统智能控制，管内智能封堵机构、液压与气动控制、智能制造3D打印等国家自然科学基金项目和部级科技项目10多项。

第1章 绪论
1.1 油气管道封堵的意义
1.2 油气管道封堵技术概述
1.3 智能封堵器作业流程
第2章 智能封堵器封堵致振机理及减振控制策略
2.1 封堵致振机理研究
2.2 封堵过程中流体运动模型
2.3 封堵过程中智能封堵器运动模型
2.4 智能封堵器与管内流体的流固耦合模型
2.5 管内智能封堵器减振控制策略
第3章 智能封堵器动态封堵模型及力学分析
3.1 动态封堵模型设计
3.1.1 动态封堵模型结构
3.1.2 动态模型工作原理
3.2 动态封堵模型动力学分析
3.2.1 ADAMS软件介绍
3.2.2 ADAMS的机械系统动力学方程
3.2.3 仿真结果及其分析
3.3 智能封堵器作用下的管壁应力分析
3.3.1 ABAQUS应力分析过程
3.3.2 应力计算结果分析
第4章 智能封堵器结构参数对封堵致振的影响
4.1 管内智能封堵器周围流场特征的PIV实验
4.1.1 PIV技术简介
4.1.2 实验安排
4.2 实验结果
4.2.1 台阶端面的智能封堵器流场变化
4.2.2 半球端面的智能封堵器流场变化
4.2.3 抛物端面的智能封堵器流场变化
4.2.4 实验结果分析
4.3 不同端面结构的智能封堵器周围流场分布规律
4.3.1 台阶端面的智能封堵器周围流场分布规律
4.3.2 半球端面的智能封堵器周围流场分布规律
4.3.3 抛物端面的智能封堵器周围流场分布规律
4.4 不同结构参数的智能封堵器周围流场分布规律
4.4.1 速度分布
4.4.2 压力分布
第5章 智能封堵器减振结构优化设计
5.1 基于响应面法的智能封堵器结构减振设计
5.1.1 响应面法概述
5.1.2 中心组合试验设计
5.1.3 基于中心组合设计的减振结构方案
5.2 管内智能封堵器减振结构模拟分析
5.2.1 不同减振结构对封堵过程中流场的影响
5.2.2 智能封堵器减振结构优化模型对阻力系数的影响
5.2.3 智能封堵器减振结构优化模型对压力系数的影响
5.3 基于遗传/粒子群算法的智能封堵器结构减振优化方法
5.3.1 基于遗传算法的优化设计
5.3.2 基于粒子群算法的优化设计
5.3.3 优化结果分析
5.4 智能封堵器结构减振实验
5.4.1 智能封堵器减振结构实验设计
5.4.2 智能封堵器减振结构实验结果分析
第6章 基于智能封堵器运动状态的减振控制方法
6.1 不同封堵状态对封堵过程中流场的影响
6.1.1 速度场分析
6.1.2 压力场分析
6.1.3 阻力系数
6.2 封堵速度对封堵过程中流场的影响
6.2.1 封堵动态模拟
6.2.2 封堵控制策略
6.2.3 封堵速度设计优化
6.3 管内动态封堵模拟实验
6.3.1 动态封堵实验台简介
6.3.2 实验方法
6.3.3 实验数据分析
6.4 基于智能封堵器运动状态的减振控制方法设计
6.4.1 基于智能封堵器运动状态的减振控制策略
6.4.2 基于智能封堵器运动状态的减振控制效果分析
第7章 管内智能封堵器扰流减振主动控制方法
7.1 管内智能封堵器扰流减振方案设计
7.1.1 管内智能封堵器扰流减振控制机理分析
7.1.2 扰流板减振结构方案设计
7.1.3 扰流板减振结构优化设计与仿真分析
7.2 管内智能封堵器扰流减振主动控制流场分析
7.2.1 扰流减振主动控制模型设计
7.2.2 不同扰流减振主动控制模型对管内流场的影响分析
7.3 管内智能封堵器扰流减振的主动控制方法
7.3.1 离散化扰流减振控制模型
7.3.2 基于神经网络的智能封堵器主动减振预测模型
7.3.3 基于神经网络预测模型的主动减振控制方法研究
7.4 管内智能封堵器扰流减振实验
7.4.1 智能封堵器扰流减振实验装置设计
7.4.2 压力监测实验结果分析
7.4.3 流体波动结果分析
参考文献