【摘要】：多孔介質(zhì)滲透率是影響流體流動的重要因素,對多孔介質(zhì)滲透率的研究在油氣開采、地下水文學(xué)等工程技術(shù)領(lǐng)域具有實際的應(yīng)用價值。本文通過在立方體空間中隨機填充球形固體顆粒生成不同固體體積分數(shù)和顆粒半徑的三維多孔介質(zhì)數(shù)值模型。利用格子玻爾茲曼法模擬流體在這些模型中的流動并計算得到不同固體體積分數(shù)和顆粒半徑下多孔介質(zhì)模型的滲透率,分析了多孔介質(zhì)中固體顆粒半徑和體積分數(shù)對滲透率的影響,并通過數(shù)據(jù)擬合得到了滲透率關(guān)于固體顆粒半徑和體積分數(shù)的函數(shù)關(guān)系。通過與二維多孔介質(zhì)中滲透率關(guān)于孔隙率和固體顆粒粒徑的函數(shù)關(guān)系對比,發(fā)現(xiàn)在三維多孔介質(zhì)中,滲透率與固體體積分數(shù)和粒徑之間具有與二維情況下類似的冪律指數(shù)關(guān)系。
[Abstract]:Porous medium permeability is an important factor affecting fluid flow. The study of porous medium permeability has practical application value in oil and gas exploitation, groundwater literature and other engineering fields. In this paper, a numerical model of three dimensional porous media with different solid volume fraction and particle radius is generated by randomly filling spherical solid particles in cubic space. The lattice Boltzmann method is used to simulate the flow of fluid in these models and to calculate the permeability of porous media models with different solid volume fraction and particle radius. The influence of the radius and volume fraction of solid particles on the permeability in porous media is analyzed, and the functional relationship between the radius and volume fraction of solid particles in porous media is obtained by fitting the data. By comparing with the function relation of permeability on porosity and particle size in two-dimensional porous media, it is found that in three-dimensional porous media, there is a similar power law exponential relationship between permeability and solid volume fraction and particle size.
【作者單位】： 山西大學(xué)理論物理研究所;澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織;山西大學(xué)物理電子工程學(xué)院;
【基金】：國家973計劃(2014CB239004) 國家自然科學(xué)基金(21206087)
【分類號】：O357.3

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