论多孔介质中流体流动问题的数值模拟方法

简要介绍了多孔介质中流动问题的数值模拟方法及其发展现状 ,对各种方法的优劣及适用范围进行了评价。对多孔介质纯流体耦合流动区域的数值模拟方法及发展现状进行了综合对比。多孔介质模型方法可以用于多孔介质中流体流动问题的数值模拟 ,并且非常适于进行多孔介质纯流体耦合流动区域的数值模拟。     

论多孔介质中流体流动问题的数值模拟方法

简要介绍了多孔介质中流动问题的数值模拟方法及其发展现状,对各种方法的优劣及适用范围进行了评价。对多孔介质－纯液体耦合流动区域的数值模拟方法及发展现状进行了综合对比。多孔介质模型方法可以用于多孔介质中液体流动问题的数值模拟,并且非常适于进行多孔介质－纯液体耦合流动区域的数值模拟。     

二维有限饱和多孔介质流动变形耦合数值模拟

针对二维饱和多孔介质流固耦合渗流数学模型,编制全隐式有限差分计算程序,并以二维有限区域饱和软土层地面沉降变形问题为例,探讨上下表面及加载区域边界透水性的影响.选取4种不同边界条件组合,就均布恒载和周期载荷两种情形分别进行计算分析.结果表明:不论是均布恒载还是周期载荷,其最终沉降量与载荷及土体本身性质有关,与边界条件无关,但不同的边界条件所对应的沉降过程各不相同;随边界透水性逐渐变差,超静水压消散效应减弱,拖拽效应增强;周期载荷的频率不影响变形幅值,但影响孔隙水压力的变化幅值,周期载荷的频率越高,孔隙水压力的幅值越大.     

多孔介质热流固耦合有限元分析

探讨了应用有限元分析软件ADINA进行多孔介质热流固耦合的分析方法.以石油生产中的热力采油为例,对多孔介质热流固耦合问题进行数值模拟.分析了在热力采油过程中由于注蒸汽以及流体流动等因素对储油层的影响.对开采选址与提高石油产量有一定的参考意义.     

多孔介质热流固耦合有限元分析

探讨了应用有限元分析软件ADINA进行多孔介质热流固耦合的分析方法。以石油生产中的热力采油为例,对多孔介质热流固耦合问题进行数值模拟。分析了在热力采油过程中由于注蒸汽以及流体流动等因素对储油层的影响。对开采选址与提高石油产量有一定的参考意义。     

多孔介质墙体热湿耦合迁移实验方法

多孔介质墙体热湿耦合迁移对建筑热工性能、建筑能耗及室内环境有着重要影响,实验是研究该过程的重要方法．分析了多孔介质墙体热湿耦合迁移实验研究中的两个关键问题．首先,概述了多孔介质材料内瞬态湿度测量方法,提出了一种造价低、使用便捷并准确可靠的方法．然后,分析了国内外研究者常用的三种实验方案,设计了一种新方案,并根据新方案搭建了一个足尺寸实验台,为多孔介质墙体实验研究及数学模型验证打下基础．     

多孔介质中非线性延伸壁面上驻点流动的非相似解

基于不可压缩粘性流体在多孔介质中的流动,考虑孔隙率和渗透率的影响,研究多孔介质中非线性运动延伸壁面上的驻点边界层流动问题.引入无量纲变换将边界层控制方程化简,通过同伦分析方法求得方程的非相似解.再利用同伦解讨论多孔介质孔隙率、渗透率以及非线性参数等重要参数对流体速度分布和表面摩擦力的影响.结果显示:多孔介质中孔隙率参数和非线性参数对达西速度剖面的影响作用大于渗透参数的影响.     

多孔介质内部热质传递的等效耦合扩散模型

基于Whitaker的体积平均方程,在不附加任何新的假设的基础上,寻出一组关于液体饱和度、温度和气相压力的新支配方程,应用该方程组对微孔硅酸钙保温制品干燥过程进行了数值分析.在蒸发速率、平均含湿饱和度及温度变化方面,数值解与实验结果十分吻合.文中还提出了表面质流和表面局部蒸发的概念,根据这两者与外部传质的平衡与转换可以解释临界点出现的机理.     

基于流固耦合算法多孔介质的有限元建模分析

多孔介质流固耦合的研究已被广泛学者重视,在回顾国内外学者对流固耦合模型理论进展状况的基础上,主要介绍了多孔介质流固耦合的基础理论,以有限元分析软件ADINA为平台,考虑流固耦合分析算法,建立了多孔介质的三维有限元模型,通过分析计算得到了多孔介质在流固耦合作用下的变形情况.     

多孔介质中控制释放耦合问题的有限元方法

多孔介质中的控制释放-迁移含有3个物理过程:溶质透过内边界(薄膜)释放到介质中;介质中流体的流动;溶质在介质中的扩散。控制释放由边界积分-常微分方程描述,溶质迁移由带第三类边界条件的对流扩散(含机械弥散)方程描述,速度场遵循Darcy定律,构造了一非线性耦合问题的混合元 Galerkin有限元半离散格式及全离散格式,利用先验估计理论进行收敛性分析。     

多孔介质反应器的数值模拟

利用专业的多物理场耦合软件(COSMOL Multiphysics)对多孔介质反应器模型内的不可压缩流场进行了仿真模拟,计算过程中采用软件中的自由和多孔介质流动和稀物质的传递内置模块,得到了多孔介质反应器内中各组分的浓度场﹑速度场及压力场分布。该模型验证了自由和多孔介质流体在固定床反应器中的耦合。利用后处理软件对计算结果进行分析,为其后期的工业开发提供了理论依据。     

具强非线性源的多孔介质方程的Cauchy问题

主要研究了方程ut-Δum=t-σuq的Cauchy问题,其中初值是Radon测度。当θ[q-1-(1-σ)(m-1)]<2(1-σ)时,得到了解的存在性。同时证明了这一假设条件对解的存在性来说是最优的。     

故障诊断中非线性耦合特征提取的研究

从高阶谱分析的角度,通过检测信号频率成分间的非线性耦合特征来对故障信号进行检测。分析了耦合产生的机理,模式,建立了非线性耦合模型,在此基础上,在高阶域进行非线性耦合特征描述,最后通过实验进行了验证。     

非线性周期介质中非常系数耦合波方程研究

给出了非线性周期介质中前行波和背行波的非线性耦合波方程,考虑到耦合系数与介质内的光强有关。在一定简化下得到方程的解释解并在无任何简化情况下用数值解给出不同失谐量时入射光强Ｉｉ对出射光强Ｉｔ的关系图。二种（简化和无简化）情况下均得到了光学双稳态。此外还讨论了产生光学双稳态的条件。     

一类非线性多孔介质方程解的爆破问题

在任意光滑的有界区域ΩR~n(n≥3)内研究了一类非线性的多孔介质方程解的爆破问题。借助于合适的辅助函数,不仅给出了方程的解是否爆破的条件,而且当解发生爆破时,也给出了爆破时间的上界与下界估计。     

多孔介质床层中颗粒内部流体的流动

基于以Ｂｒｉｎｋｍａｎ方程为基础的有效介质方法和一般的点阵模型,研究固定床层中多孔颗粒内部的流动特性。在综合分析多孔颗粒内部流动特性及考虑有效粘性系数对速度分布影响后,推出了球形流体微团在多孔介质内部的受力公式,解释了增加多孔颗粒内部内也隙度可改善传输的原因。     

多孔介质中非混相粘弹性液体驱替的稳定性

多孔介质中非混相粘弹性液体驱替的稳定性王子亭（石油大学山东省东营市２５３０６２）本文研究了多孔介质中非均匀渗流的粘弹性液体界面移动的稳定性。讨论了非稳定性发展的两个阶段：（１）最初非扰动驱替前沿界面上小扰动的产生；（２）第一阶段的非稳定性产生以后驱替...     

竖直圆柱空间多孔介质中非牛顿流体自然对流

建立了封闭圆柱空间多孔介质中非牛顿流体自然对流的数学模型，通过理分析和数值计算，获得了在不同达西－瑞利数Ｒａ和不同流变指数ｎ下，非牛顿流体的流变特性，Ｎｕ随Ｒａ和ｎ的变化规律，以及Ｒａ和ｎ对流场和温度场的影响。     

多孔介质对流干燥过程数值模拟

为研究含湿毛细孔介质干燥过程的相变现象,建立了相变的传热传质数学模型.模型中以残余饱和度将多孔介质划分为湿区与干区,湿区和干区以“蒸发界面”动态边界相互耦合.用有限差分方法对多孔介质一维干燥过程进行了计算,数值解表明:干区是等速干燥与降速干燥的分界点;干燥初期多孔介质压力升高,温度下降;随后在等速干燥段温度分布保持不变,在出现干区时再度升高.干区出现的初期,蒸发界面向多孔介质内部推进的速度较慢,在到达介质厚度10%左右时出现转折,随后推进速度加快.     

改进的小波数值均匀化方法求解非均质多孔介质中的渗流问题

改进了小波数值均匀化方法,并将其应用于非均质多孔介质中的渗流问题。对振荡变化以及随机变化两种非均质多孔介质中的稳定流问题,分别用改进的小波数值均匀化方法进行了求解。计算结果的对比表明,改进的小波数值均匀化方法与传统的有限差分法比较,既大大地节省了计算量,又获得了较好的精度;与小波数值均匀化方法比较,进一步提高了计算精度。