复合多孔介质流动特征的模型分析

本文针对壁面开槽复合多孔介质强化传热的实验条件，将整个流动区域划分为多孔介质填充区和纵向微槽区两个区域，通过数值计算了这种复合多孔介质结构的流动特性，考察了微槽宽度、深度等有关因素的影响，得到了与实际相一致的结果。     

多孔介质中粘弹性液体广义流动分析

将分数阶导数引入渗流力学建立了多孔介质中具有松驰特性的非牛顿粘弹性液体的含有分数阶导数的不稳定渗流模型，利用离散逆Laplace变换技巧和广义Mittag-Eeffler函数研究了多孔介质中非牛顿松弛粘弹性液分数阶流动特征。对任意的分数阶导数得到了精确解，并先求出了长时和短时渐进解，然后用拉普拉斯数值反演Stehfest方法分析无限大地层粘弹性液的流动。结果表明粘弹性流体对分数导数的阶数具有极强的敏感性。     

超声波对多孔介质中液体流动的影响

近年来，超声波技术已被应用于采油工程中，形成了一门新的学科－采油声学。本文主要研究了超声波对多孔介质中液体流动的影响，尤其是两相流动的影响。实验采用的多孔介质为人造石英砂岩，渗流液体为油和水。实验结果表明：超声波作用能够提高油的渗流速度，提高原油采收率，并降低采出液的含水率。     

底部加热的复合多孔介质热-流耦合场非线性特性

针对非线性流动传热受底部加热模型骨架的影响及分叉、震荡点的非线性解析解难求的问题,采用数值模拟及实验的方法对底部加热的复合多孔介质热流耦合传热过程进行数值求解和温度测试。构建底部加热的复合多孔介质热-流耦合传热的三维模型;采用SIMPLE算法对控制方程组进行QUICK格式离散求解,并在底部加热实验台上对测点进行温度采集。在小Ra工况下,揭示了复合多孔介质内存在热流分布分层特性及确定了非线性分叉、震荡解的特征值。数值结果表明:热流场分布对初始场依赖敏感,低Ra情况下三维腔体内热流场表现出稳定的二维性质;与单层多孔介质相比,复合多孔介质内存在热流分布分层的非线性特性;非线性分叉、震荡点对应的临界Ra依赖复合多孔介质骨架高度比,高度比越大(强导热、高阻力多孔介质区所占高度越大),静态分叉及震荡所对应的临界Ra越小,越早表现出分叉、震荡等非线性特性;改变复合多孔介质内高度比可以重新优化热流场分布,实现削弱或强化传热。     

圆管内流体进入多孔介质的流动分析与计算

本文对圆管内不可压缩流体从自由空间区域进入多孔介质区域的流动进行分析，首先分别得到两种区域中充分发展流动的理论解，然后对整个区域采用流线迭代法进行数值计算。     

多孔介质上浅水流动的数学模型

采用有限元方法,建立了多孔介质上地下渗流和地表径流的数学模型以及相互耦合的数学模型,编制了有限元分析的计算程序,并分别对渗流模型和径流模型进行了验证。给出了实际降雨强度曲线条件下,坡脚的出流过程和入渗率变化过程的模拟结果,计算结果表明,该模型为分析降雨条件下滑坡的稳定性提供了更为精确的水荷载,具有一定的工程实用价值。     

人工振动对多孔介质中液体流动的影响

人工振动增产技术是一种新的提高采收率方法。人工振动模拟系统主要由函数/任意波发生器、功率放大器和激振器等组成．该系统与岩心流动实验系统配合．进行了人工振动对多孔介质中单相、两相液体流动的影响，进行了不同振动参数的影响程度研究。研究表明。人工振动可以提高单相液体通过多孔介质的流速，提高幅度与振动参数有关，振动结束后具有一定的滞后效应；人工振动能够提高水驱采收率，并降低含水率，而且人工振动增产效果与振动参数有关，同时介绍了人工振动增产技术的现场应用情况。     

基于多孔介质平板传热模型的堤坝渗漏模型

当岩土体发生渗漏时,渗漏通道内的流体与岩土体会发生热量交换,造成渗漏通道附近地层温度发生改变。基于饱和多孔介质能量方程,在局部热平衡假设的前提下,考虑固相骨架与孔隙流体之间作用的能量耗散和流体流动方向的传热效应,建立了流体在多孔介质平板通道中的传热模型,根据确定的边界条件,利用分离变量法求得模型的解析解。将该模型应用于某水库大坝的一个渗漏通道渗漏速度反演分析,结果表明:所建立的传热模型用于研究堤坝渗漏是可靠的。     

双重孔隙介质流固耦合理论模型

介绍了考虑介质变形的双重孔隙介质模型，并给出了双重孔隙介质流固耦合方程的数学推导。     

利用表面过剩吸附模型研究低界面张力体系下油水两相渗流

利用表面过剩吸附理论,建立了表面活性剂在油层中的输运及吸附模型,并利用有限差分法将该模型与油水两相质量守恒方程进行了耦合求解。通过与实验结果的验证表明,表面过剩吸附模型的计算结果与实验结果符合地较好。应用此模型可以较好地研究表面活性剂在油层中的分布及其对油水两相渗流的影响。讨论了表面活性剂浓度及用量对活性剂分布及原油采出程度的影响,结果表明,表面活性剂注入浓度的影响与注入体积密切相关。     

Experimental Investigation on Heat Transfer Enhancement in Composite Porous Media

The method of composite porous media with mini-longitudinal channels at the surface and with beads packing between plates was put foward to improve the integated performance of flow and heat transfer in porous media. The experimental results in the corresponding porous media were reported and analyzed. The experiments indicate that with proper matching of the particle diameter dp, the mini-channel width w, the channel depth d and the distance between plates δr the heat transfer in the composite porois media is enhanced and flow resistence reduced compared with those of no mini-longitudinal channels at the surface. So this is an effective method to improve the integrated performance of flow and heat transfer in porous media.     

Digital image processing of saturation for two-phase flow in planar porous media model

In this paper, the accuracy of estimating stained non-wetting phase saturation using digital image processing is examined, and a novel post-processing approach for calculating threshold is presented. In order to remove the effect of the background noise of images and to enhance the high-frequency component of the original image, image smoothing and image sharpening methods are introduced. Depending on the correct threshold, the image binarization processing is particularly useful for estimating stained non-wetting phase saturation. Calculated saturation data are compared with the measured saturation data during the two-phase flow experiment in an artificial steel planar porous media model. The results show that the calculated saturation data agree with the measured ones. With the help of an artificial steel planar porous media model, digital image processing is an accurate and simple method for obtaining the stained non-wetting phase saturation.     

饱和多孔介质流固耦合渗流的数学模型

将基于多孔介质的有效应力原理引入流固耦合渗流中，并根据平衡条件得出了应力场方程；充分分析流固耦合渗流的物理特性，建立起孔隙度和渗透率动态模型；依据流体力学连续性方程，考虑流固耦合情形下多孔介质骨架变形特性和流体的可压缩性，得到了孔隙流体的连续性方程，即渗流场方程。在以上诸方程的基础上辅助以定解条件，建立起了完备的饱和多孔介质流固耦合渗流的数学模型。本文还对模型进行了简化分析，并与经典一维固结理论作定性对比，分析表明，经典的固结理论可认为是本文模型的一种简化。进一步的算例求解和验证工作正在进行中。     

凝析气藏考虑高速流动效应的油气渗流动态研究

近期的大量理论和实验研究发现。高速流动导致的毛管数和非达西效应对近井油气相对渗透率有显著影响，而目前仅仅考虑非达西效应无法准确描述油气真实渗流状态。如何准确理解并考虑这两种效应的影响对于凝析气藏渗流动态分析以及生产动态预测有很重要的意义。本文建立了油气两相渗流的定解问题，得到了拟稳态形式的流入动态方程。在三区渗流机理上．首次综合考虑了毛管数和非达西效应对相对渗透率的影响。实例分析揭示了高速流动下油气相对渗透率变化及油气分布状态新特征。对不同流入动态模型的对比分析表明。本文方法较之现有方法更有助于正确预测生产动态。评估气井产能。