多孔介质中微观力的作用及渗流模型

在现有微尺度流动实验和理论认识的基础上,建立了包含范德华力、静电力、空间位型力、表面张力等微观力的特性方程,分析了影响多孔介质中流体流动的微观力种类和作用范围.通过建立考虑微观力作用的圆管流动数学模型,构造了考虑微观力作用的多孔介质的毛管束网络数学模型,推导了考虑微观力作用的相对渗透率模型.通过模拟分析阐明了微观力在多孔介质壁面上的作用及对渗流的影响.模拟结果表明微观力在细小孔隙流动中不可忽略.      

大功率超声波近井无机垢解堵的动力学机理

利用超声波在含流体储层多孔介质中传播的固/液耦合波动力学理论,大功率超声波解除近井带地层堵塞过程中,超声波在近井储层多孔介质中传播引起岩石骨架弹性形变、孔隙流体与骨架固体弹性错流和孔隙弹性变形引起流体挤压喷射流动等微观动力学特性;超声波作用引起储层多孔介质孔隙半径蠕动变化的动力学特征;超声波作用解除储层多孔介质中无机垢颗粒微观动力学特征;分析了大功率超声波作用下,近井带储层多孔介质中声能聚集引起岩石局部起裂的动力学特征.在此基础上,提出了大功率超声波解除无机结垢堵塞的无机垢体破碎作用、超声空化作用、超声摩擦作用、超声蠕动输运作用以及超声造缝作用等微观动力学机理.     

预酸洗工艺对SUS430热轧卷酸洗能力及粗糙度的影响

运用模拟试验方法,对SUS430钢种经罩式退火后的热轧卷采用不同的预酸洗工艺,观察预酸洗的酸洗能力以及对材料表面粗糙度的影响。通过试验发现,电荷密度、电解质浓度对酸洗能力的影响是不明显的,工艺速度与预酸洗介质对酸洗能力的影响是显著的;电荷密度、走带速度、电解质浓度与预酸洗介质对带钢表面粗糙度的影响都是不明显的。     

迷宫流道灌水器CFD两相流数值模拟中固体颗粒参数的确定

以迷宫流道灌水器内固体颗粒为研究对象,应用CFD数值模拟方法,研究两相流中固体颗粒直径、密度和浓度对数值模拟结果的影响．研究结果表明,迷宫流道人口固体颗粒直径、密度和浓度与流道中最大颗粒浓度呈正相关关系;固体颗粒直径对最大颗粒浓度的影响最大,其次是固体颗粒密度、浓度;固体颗粒直径对流道内最大颗粒浓度有显著影响;固体颗粒直径为80μm、密度为2500kg／m^2、浓度为1．00％时,能较好体现模拟结果．     

电冶金过程中熔融FeO中离子电化学输运模拟研究

介绍了在离子输运和电化学反应理论基础上,建立了二元对称电解质FeO电化学输运的数值模型,模型包括两个平行平板电极和熔融FeO电解质.采用有限体积法对无量纲Poisson-Nernst-Planck方程和非线性Butler-Volmer方程进行求解,模拟离子的电迁移和扩散行为.同时分析了稳态电解质内的离子浓度、电荷密度和...     

多孔介质固定熔盐电解质的表面热力学分析

采用多孔介质将熔盐电解质固定在密度接近的液态粗金属和精炼金属之间,可确保熔盐电解精炼过程的顺利完成。为了确定熔盐电解精炼装置的设计参数,本文进行了多孔介质固定熔盐电解质表面热力学理论分析。研究表明:采用多孔介质固定熔盐电解质进行粗金属熔盐电解精炼时,盛装精炼金属的坩埚底部多孔介质密度与熔盐电解质密度越接近,坩埚底部多孔介质的厚度越小,多孔介质孔隙数量越多,熔盐电解质就能更稳定存在于多孔介质板的通孔中。     

氟碳铈矿晶体及表面特性的第一性原理研究

为了从微观原子层面揭示氟碳铈矿晶体及表面结构特性，对氟碳铈矿晶体结构和表面结构开展了基于第一性原理的量子力学计算研究，系统分析了氟碳铈矿的能带结构、态密度、Mulliken布居、不同结构的表面能及差分电荷密度。能带结构和态密度分析结果表明氟碳铈矿为绝缘体，其能带主要分布在-35.7 eV～1.7 eV之间，Ce的4f轨道在费米能级附近电子密度贡献最大，最易于作为吸附的活性位点。表面能计算和Mulliken布居分析表明氟碳铈矿沿布居值最小的F2—Ce键断裂的(100)表面为最可能暴露的解理面。差分电荷密度分析表明：Ce—F键和Ce—O键的离子性较强，CO₃基团内部C—O原子之间表现出共价键的特征，Ce—F和Ce—O键稳定性相对较差，印证了Mulliken布居分析结果。研究成果系统性地揭示了氟碳铈矿晶体及表面结构特性，可为氟碳铈矿浮选行为研究和浮选药剂的开发提供有益参考和指导。     

各向同性多孔介质中Kozeny-Carman常数的分形分析

Kozeny-Carman(KC)方程是多孔介质渗流领域最著名的半经验公式,长期以来,KC方程及其推广形式被广泛用于估算多孔介质的渗透率.但是,方程中的KC常数是一个没有确切物理意义的经验常数,且被证明并非一个常数值.天然多孔介质中的孔隙分布往往表现出自相似的分形标度律.因此,根据多孔介质的分形特征利用微观几何模型计算了各向同性多孔介质的有效渗透率,并进一步推导了KC常数的解析表达式.结果表明,KC常数是由多孔介质的微结构决定的,是孔隙率和分形维数的函数,且随着孔隙率的增加而增大.     

应力松弛作用对未固结砂岩等效弹性性质的影响

未固结碎屑砂岩储层是国内外重要的油气储层类型之一,其物理本质是由离散颗粒组成的软凝聚态物质.在地震勘探中通常使用Hertz-Mindlin等效介质模型来计算未固结砂岩的地震弹性特征,但该模型在使用中通常会得到明显偏高的剪切模量值.基于3D离散元技术,对颗粒介质在单轴压缩与纯剪两种过程中的力学响应进行离散元数值模拟,从微观颗粒尺度和细观力链尺度分析等效介质模型产生预测误差的可能机制.结果表明:颗粒相对滑动、旋转、重排列等造成的应力松弛作用对体积模量计算结果的影响较弱,但在剪应力扰动下这种松弛作用所形成的细观不均匀应变对剪切模量的计算会有明显影响,是等效介质模型形成预测误差的主要原因.在此基础上给出了利用切向刚度校正因子C及组合参数R/R对Hertz-Mindlin等效介质模型进行修正的方法,以考虑颗粒间松弛作用及颗粒不规则性对该模型计算结果的影响,并应用于实际测井资料中验证了方法的正确性.     

三维辐射直接交换面积的简化计算

考虑参与介质的散射作用,给出三维散射介质中辐射直接交换面积的广义对称性以及以形心距为线索的辐射直接交换面积的简化计算方法,模拟计算了含有散射介质的三维系统辐射直接交换面积.数值模拟结果表明,与忽略介质散射作用的简化描述相比,容积单元-容积单元的辐射直接交换面积增大,表面单元-表面单元的辐射直接交换面积降低.