Bingham流体在“点到圆”形分叉网络中的启动压力梯度

以低渗透油藏中可能存在的裂缝网络为研究背景,基于广义达西定理和分形理论研究了Bingham流体在"点到圆"形树状分叉网络的启动压力梯度.研究得到不包含任何经验常数的启动压力梯度表达式,该表达式显示启动压力梯度不仅与屈服应力有关,而且还与分叉比、分叉角度、母管直径和总级数等分叉网络的微结构参数有关;渗透率只与网络微结构参数有关,与屈服应力无关.研究结果还表明启动压力梯度随着直径比和渗透率的增大而减小,随着长度比的增加而增加.研究结果将会为石油开采等实际应用提供一定的理论指导.     

基于分形网络的人呼吸系统气体传输模型

基于呼吸系统的分形特性,提出了气体在人呼吸系统中传输的数值模拟模型.研究了人呼吸系统分形结构的传输特性.根据串联、并联网络原理和Darcy定律.建立了基于分形网络的呼吸系统等效渗透率计算模型.分形网络模型用于描述人呼吸系统气体传输的机理.采用数值方法分析了分形参数对等效渗透率的影响.研究表明:人呼吸系统的等效渗透率随着比例因子β的增加而增加,随着比例因子γ的增加而降低.推导出入呼吸系统的最优分叉数M=2.呼吸系统的优化分形结构使得系统的能量消耗最低.     

嵌套树状分叉网络的复合材料有效热导率的分形模型

根据分形理论和热电模拟技术,提出了嵌套树状分叉网络的复合材料有效热导率的分形模型.该模型表明复合材料有效热导率不仅与分形树状分叉网络的结构参数即分叉网络的直径比β、长度比α、分叉角θ、初级管道的长度l0和直径d0有关,而且还与湿相和非湿相的热导率及饱和度有关.     

粗糙树状分叉网络多孔介质的有效热导率模型研究

由于天然多孔介质表面均为粗糙的且其微结构满足分形标度律，该文采用分形几何理论，给出了粗糙壁面的树状分叉网络多孔介质的有效热导率的分布函数，探讨了粗糙树状分叉网络多孔介质有效热导率与多孔介质结构参数之间的定量关系.并将理论结果与实验数据进行了对比，验证了该模型的有效性.     

基于树状分形网络的裂缝性气藏试井模型

针对裂缝性气藏试井渗流问题，基于树状分形网络对径向流动模拟的优越性，使用树状分形网络模拟气藏裂缝系统，并将树状分形网络嵌入到气藏中，提出了基于树状分形网络的裂缝性气藏试井模型，计算出试井模型的流动动态特征典型曲线，分析了长度比、直径比、分叉角度、总分叉级数和分叉级数对拟压力动态特征的影响，长度比、分叉角度和分叉级数主要影响动态特征典型曲线中基质系统向裂缝系统窜流阶段，总分叉级数主要影响总系统径向流阶段，直径比影响除井筒储集阶段外的所有阶段。结果表明，树状分形网络能够很好地模拟裂缝性气藏的渗流特征。     

多孔介质球向渗流的渗透率分形模型

基于分形理论与技术,该文研究了牛顿流体在多孔介质中球向渗流问题,提出了牛顿流体球向渗流渗透率模型,分析了多孔介质的微结构参数对球向渗透率的影响.研究结果表明,球向渗透率随孔隙面积分形维数和孔隙度的增加而增加,随迂曲度分形维数和径向距离r的增加而减小;本模型预期结果与Chang和Yortsos的模型相比较吻合较好,证实了球向渗透率分形模型的正确性.     

基于分形网络模型的裂隙岩体渗流特性分析

基于分形网络模型提出了裂隙岩体渗透率参数估计方法。采用网格模板方法产生具有分形结构的岩体裂隙网。根据渗流网络的并联原理,建立了岩体裂隙网络等效渗透率计算方法。研究表明,岩体裂隙网络系统的等效渗透率随着裂隙分形比例因子和分级数目的增加而增加。裂隙岩体的等效渗透率能够采用分形网络方法进行解析预测。     

基于分形理论的煤层瓦斯渗透率参数估计方法

基于分形理论和达西定律,研究了孔隙的弯曲分形维数和表面积分形维数与瓦斯渗透率参数之间的关系;数值模拟了煤层孔隙的弯曲分形维数和表面积分形维数对瓦斯渗透率参数的影响.研究表明,瓦斯渗透率随着孔隙弯曲分形维的增加而降低,随着孔隙表面分形维和最大毛细管直径的增加而增加;应用分形理论可以获得煤层孔隙发育程度和分布特征比较精确的定量信息.     

基于分形理论的粉煤灰渗透率研究

以冻干法制作的粉煤灰不扰动试样为对象,研究粉煤灰的孔隙结构,利用显微数码成像技术、专业图像处理技术,结合分形理论得到了粉煤灰孔隙半径分布分维数,并分析了粉煤灰孔隙结构具有多重分形的原因.利用毛细管束模型和Poiseuille方程推导了粉煤灰的渗透率与孔隙半径分布分维数之间的定量化函数式.由参数分析可知粉煤灰的渗透率随最大孔隙半径及拐点孔隙半径的增大而增大、并且随区间Ⅰ和区间Ⅱ的孔隙半径分布分维数的增大而减小.     

二维格子逾渗结构多孔介质渗透率的研究

通过对2万个不同随机结构直接求解Stokes方程,研究格子逾渗结构多孔介质中低Reynolds数流动渗透率的随机分布特性和标度律关系的结果表明,分形多孔介质渗透率与宏观上统计均匀多孔介质渗透率之间存在着本质差异.对Darcy定律适用的宏观上统计均匀多孔介质,渗透率趋于常数,与系统尺度和具体结构无关;而对分形多孔介质,渗透率依赖于系统尺度和具体结构,其统计分布呈X2分布.在逾渗的临界点附近,多孔介质中的流动渗透率和电导率具有相同的标度律关系,不同精度的计算网格之间不存在本质的差异.