渗流的连续介质模型和基本方程的分析

在流体力学的流体连续介质模型的基础上，引进渗流体质点的概念，建立了一种新的渗流体连续介质模型．从新的连续介质模型出发，导出不可压缩牛顿流体在各向同性多孔介质中流动的渗流基本方程．     

固定床反应器内化学反应渗流场的基本方程组

通过对固定床反应器内气体的化学反应过程、渗流流动过程、传热传质过程的分析与耦合，得到化学反应渗流场的基本方程组，详细推导了带有化学反应的渗流流动的能量方程，并对能量方程中各项进行说明，以氨的合成反应为例，写出了化学动力学各方程的具体形式。     

多孔介质中低速气体的非线性渗流

在多孔介质中 ,通过对低速渗流气体的摩阻系数 f与雷诺数Re的实验关系分析得出 ,随着雷诺数减小 ,气体的渗流规律表现出由遵从达西线性关系连续转变为非线性关系 ,其转变所对应的雷诺数 Rec =(1.0 ～ 4.4)× 10 -4 。由动力学分析可知 ,低速渗流气体出现的非线性现象是由气体分子与孔隙壁的作用引起 ,并给出了相应条件下渗流速度V与压力梯度Δp/ΔL的关系     

嵌入不透水球体复合多孔介质渗流场分析

嵌入不透水球体的复合多孔介质广泛存在于地下水渗流领域,由于不透水球体的影响,多孔介质中的水在流经不透水球体时发生绕流,且距离球体越近绕流现象越明显。为求解该复合介质的渗流场和等效渗透系数,在球坐标系下采用非线性Brinkman-extended Darcy方程,以无穷远处单向来流均匀和球面不滑移条件作为边界条件,求解出球体周围渗流流速与压强的解析解。分析该解析解表达式可知,此复合介质渗流场流速和压强分布与多孔介质基质的渗透率和地下水动力粘滞系数有关。在此基础上对渗流场流速进行积分,求出了Darcy流平均流速,并将平均流速表达式与Darcy公式表达式进行对比,得出等效渗透系数表达式,并且理论证明球体与多孔介质的相对尺寸是影响复合介质等效渗透系数的最主要因素。最后以一定级配的砂作为多孔介质基质,用直径分别为4cm、6cm、8cm的三种有机玻璃球体作为不透水球体,自制试验装置,开展了嵌入不透水球体复合多孔介质的常水头渗流试验。试验中控制多孔介质基质的压实度来保证其渗透系数基本不变,改变填充在多孔介质基质中的不透水球体进行渗流试验,对每一个不透水球体分别进行三组试验,取平均值作为试验结果。试验结果与理论计算的等效渗透系数值误差较小,验证了所推求嵌入不透水球体复合多孔介质渗流场的正确性。     

地下水运动方程理论分析及其在CFD中的应用

在单井循环地下换热器仿真研究中,对于多孔介质模型参数设置常根据经验确定,相关理论研究较为缺乏,导致仿真研究结果与实验结果偏差较大.因此,本文对地下水运动方程进行理论分析,利用纳维—斯托克斯方程与米斯马赫方程推导得出不可压缩流体在不可变形多孔介质中的运动方程;利用伯努利方程和米斯马赫方程,将能量方程方程中的水头损失与流体在多孔介质中流动的阻力损失联系起来,使伯努利方程在多孔介质中的得到应用;根据实验结果与仿真数据确定了Fluent中多孔介质模型的2个经验系数,C0和C1分别为2.5×106和1.2;最后,应用该经验系数,仿真得到3种单井循环地下换热器影响下的地下水速度流线.     

低渗透孔隙-裂隙介质气体非线性渗流运动方程

已有的煤层气渗流研究基于达西定律,而实验表明低渗透介质气体渗流为非线性流。采用实验、理论与计算相结合的方法建立低渗透孔隙-裂隙介质气体非线性渗流运动方程。实验结果表明,低渗透孔隙-裂隙介质气体渗流曲线是从较低压力梯度下的凹形曲线至较高压力梯度下的直线,是连续变化的曲线,直线延长线不通过坐标原点,存在拟启动压力梯度。根据该普遍特征,建立了非线性渗流运动方程。其参数量纲与物理意义清楚,运动方程计算的理论曲线与实验结果吻合很好,达西定律是运动方程的特例,运动方程可运用于低渗透孔隙-裂隙介质气体渗流理论及开发计算研究。     

一类非线性渗流方程的初值问题

本文讨论比较一般的一类非线性渗流方程以Ｒ＾Ｎ中某一Ｒａｄｏｎ测度为初始迹的问题弱解的存在性及唯一性。     

我国渗流力学发展现状及展望

论述了渗流力学学科的地位以及渗流力学发展的现状，并对渗流力学在新世纪的发展前景进行了展望。     

轴向流固定床反应器内渗流方程的力学分析

根据轴向流固定床反应器内部固定床层中流体的流动特性，建立了渗流模型与渗流基本方程，并对渗透阻力及其他作用力进行了力学分析与讨论。     

三相泡沫在采空区中渗流特性的数值模拟

为研究三相泡沫在采空区中的渗流特性,运用计算流体力学软件对三相泡沫在多孔介质中渗流的各种参数进行了数值模拟.结果表明三相泡沫以入口速度为5m/s在采空区中做渗流流动时,散热带渗流速度分布在0～2.1 mm/s区间内,氧化升温带渗流速度分布在0～0.09mm/s区间内,窒息带速度分布在0～7.2 μm/s区间内.证明了三相泡沫在采空区运移过程中,具有很强的堆积和扩散特性.根据模拟结果运用3D max的动画功能对三相泡沫在采空区中的渗流特性进行了仿真演示.     

多孔介质内部大圆球绕流的分析

对多孔介质内部大圆球绕流问题进行理论分析．首先根据基本假设写出简化的基本方程组，然后求出多孔介质内部大圆球绕流问题的解析解，最后对解析解进行分析和讨论．     

双渗渗流数学模型的精确解

针对双渗油藏的渗流特征，在两渗流层之间存在流体的交换；以往的双渗油藏并没有考虑流体之间的渗流，仅仅将两层之间的流体交换作为源和汇；在此考虑了两层之间渗流耦合的微分方程及压差对两层的影响，对方程采用无因次化，而将方程简化，通过正交换获得该模型的精确解，该解对理解双渗油藏的渗流规律和试井分析都具有重要的指导意义。     

具有分形特性的油藏渗流理论进展概述

近年来,由国外科学家在上世纪80年代创立的分形几何在诸多学科中已得到广泛应用.而今非线性分形理论逐渐被应用于油藏数值模拟中.国外科学家和油藏工程师最先在渗流力学中引入分形维数和分形指数来描述多孔介质及其孔缝的分形特征,打破了采用均质或拟均质假设处理方法近似反应裂缝型多孔介质性质的传统方法,进而产生了应用分形特性描述油藏的分形特征和非均质性的分形油藏理论.应用分形理论建立的油藏数值模型与经典模型相比,虽然分形油藏渗流模型较为复杂,但更能贴近自然、真实的油藏,能够更有效地反映实际油藏的复杂性.     

单相流体在多孔介质中的流动和换热研究

本介绍了单相流体在多孔介质内部的传热和流动过程及其研究方法,给出单相流体大多孔介质内部传热的数理模型,对模型的有效性进行了验证。同时分析了流速、孔晾率、固体颗粒的直径大小及固体骨架和流体的导热系数之比等因素对多孔介质内部传热和流动的影响,提出了增加传热而不使流动阻力过多增加的方法．     

饱和孔隙介质中的波

通过对饱和孔隙介质的运动方程的分解,证明了饱和孔隙介质体中存在两种类型的膨胀波和一种剪切波传播;给出了不同波型的传播运动方程;对饱和孔隙介质的几种特殊情形,讨论了波的传播物性以及波速计算公式。     

轴向流固定床反应器内渗流问题的数值计算

根据轴向流固定床反应器内混合气体的流动特性，建立可压缩流体的渗流基本方程组，并采用半人工瞬变法，对轴向流固定床反应器内通过多孔介质的流动问题进行数值计算．     

低渗透气藏气体渗流速度修正式

渗流的基本规律达西定律,是100多年前法国水利工程师达西提出的,他是通过液体实验得到的.对于气体渗流来讲,存在着滑脱效应,特别是在低渗、低速和低压时,滑脱效应更为显著.在考虑了气体渗流的特点后,结合分子扩散理论得到了考虑滑脱效应的气体渗流速度方程,为进一步开展低渗透气藏渗流理论研究,油藏工程研究和动态分析建立了基础.