多孔介質(zhì)滲流過程廣泛存在于自然界和人類生產(chǎn)活動中,探究多孔介質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)和流體運(yùn)移的內(nèi)在機(jī)制對生產(chǎn)實(shí)踐有重要意義。多孔介質(zhì)的滲流過程受控于介質(zhì)內(nèi)部的復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu)。分形作為描述不規(guī)則、非線性物體的工具,逐漸替代傳統(tǒng)幾何方法用來表征多孔介質(zhì)的復(fù)雜性。分形拓?fù)淅碚摽梢詮谋举|(zhì)上描述分形行為的尺度不變性,分形拓?fù)鋮?shù)Ω（P,F）的提出,使多孔介質(zhì)分形顆粒填充模型的構(gòu)建過程更簡單。本文基于分形拓?fù)淅碚摝福≒,F）發(fā)展了一種隨機(jī)分形顆粒填充模型構(gòu)建方法,并采用盒維數(shù)法驗(yàn)證了其有效性。在此基礎(chǔ)上推演了分形多孔介質(zhì)孔隙度和比表面積計(jì)算模型。為了研究多孔介質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)對流體的影響因素,本文構(gòu)建了一系列顆粒形狀、大小不同的分形顆粒填充模型,利用LBM方法于孔隙尺度下模擬了流體運(yùn)移過程,結(jié)合滲流理論分析了分形多孔介質(zhì)流的水文彎曲度和形狀因子。結(jié)果表明形狀因子效應(yīng)隨尺度的改變而改變,具體表現(xiàn)為隨尺度增加總體減小,但變化趨勢減弱,因此形狀因子效應(yīng)是幾何特征及尺度的綜合體;與此同時(shí),形狀因子效應(yīng)受尺度分布范圍的影響,即顆粒的最大尺度和最小尺度比越大,形狀因子效應(yīng)削弱;并且水文彎曲度和比表面積的比值（τ/S）、孔隙度和比... 

【文章來源】：河南理工大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

1結(jié)合公式(2-8)、(2-9)、(2-10)，得到fD的尺度不變性定義：loglogfFDP=(2-11)公式(2-11)表明分形維數(shù)fD是P和F之間冪律關(guān)系的無量綱指數(shù)，并且只受P和F的影響。圖2-1基于SierpinskiCarpet變異表征分形體拓?fù)湫再|(zhì)的簡單示例。圖中四個(gè)分形具有相同的分形拓?fù)?3,3)Fig.2-1AsimpledemonstrationofthetopographicpropertyofafractalobjectrepresentingbyvariantsoftheSierpinskicarpet.Thesefourfractalssharesamefractaltopographyof(3,3)圖2-2Koch曲線、Sierpinski地毯、Sierpinski籃子分形集Fig.2-2ObjectsoftheKochCurve,SierpinskiCarpetandSierpinskiGasket

1結(jié)合公式(2-8)、(2-9)、(2-10)，得到fD的尺度不變性定義：loglogfFDP=(2-11)公式(2-11)表明分形維數(shù)fD是P和F之間冪律關(guān)系的無量綱指數(shù)，并且只受P和F的影響。圖2-1基于SierpinskiCarpet變異表征分形體拓?fù)湫再|(zhì)的簡單示例。圖中四個(gè)分形具有相同的分形拓?fù)?3,3)Fig.2-1AsimpledemonstrationofthetopographicpropertyofafractalobjectrepresentingbyvariantsoftheSierpinskicarpet.Thesefourfractalssharesamefractaltopographyof(3,3)圖2-2Koch曲線、Sierpinski地毯、Sierpinski籃子分形集Fig.2-2ObjectsoftheKochCurve,SierpinskiCarpetandSierpinskiGasket

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于有限體積法的土壤重金屬污染物運(yùn)移模擬[J]. 王忠康,顧曉薇,謝婷,胥孝川.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(06)
[2]頁巖孔隙綜合分形特征及其影響因素分析[J]. 張闖輝,朱炎銘,陳居凱,李拯宇.  河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[3]基于分形的平煤七礦斷層構(gòu)造研究[J]. 李建林,崔延華,王心義,張平卿,陳國勝.  河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[4]基于達(dá)西定律的煤粒瓦斯放散數(shù)值模擬研究[J]. 王健.  河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(04)
[5]自仿射粗糙割理中流體滲流的分形定律[J]. 金毅,鄭軍領(lǐng),董佳斌,黃存捍,李翔,吳影.  科學(xué)通報(bào). 2015(21)
[6]新疆阜康礦區(qū)煤儲層孔隙分形特征研究[J]. 彭陽陽,杜景衛(wèi).  煤炭技術(shù). 2015(02)
[7]煤儲層粗糙割理中煤層氣運(yùn)移機(jī)理數(shù)值分析[J]. 金毅,祝一搏,吳影,鄭軍領(lǐng),董佳斌,李翔.  煤炭學(xué)報(bào). 2014(09)
[8]基于Lattice Boltzmann方法的瓦斯?jié)B流模擬研究[J]. 譚云亮,尹延春,滕桂榮,趙志剛,田智威.  煤炭學(xué)報(bào). 2014(08)
[9]Lattice Boltzmann simulation of fluid flow through coal reservoir’s fractal pore structure[J]. JIN Yi,SONG HuiBo,HU Bin,ZHU YiBo,ZHENG JunLing.  Science China（Earth Sciences）. 2013(09)
[10]煤微觀結(jié)構(gòu)三維表征及其孔-滲時(shí)空演化模式數(shù)值分析[J]. 金毅,宋慧波,潘結(jié)南,鄭軍領(lǐng),祝一搏.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2013(S1)

博士論文
[1]地下煤礦瓦斯運(yùn)移數(shù)值模擬及積聚危險(xiǎn)性評價(jià)研究[D]. 陸秋琴.西安建筑科技大學(xué) 2010

碩士論文
[1]多孔介質(zhì)流體流動中的仿蜂巢分形網(wǎng)絡(luò)[D]. 劉晗.華中科技大學(xué) 2014
[2]基于LBM地下煤層瓦斯運(yùn)移仿真實(shí)現(xiàn)[D]. 邢玉飛.西安建筑科技大學(xué) 2009



本文編號：3404212