復(fù)雜通道內(nèi)的單相流體及兩相流體微流動(dòng)現(xiàn)象普遍存在于自然界和工業(yè)領(lǐng)域,是能源、化工、環(huán)境等學(xué)科的基礎(chǔ)現(xiàn)象。以宏-微結(jié)合思想開展此現(xiàn)象的數(shù)值計(jì)算,同時(shí)兼具微觀考察流動(dòng)細(xì)節(jié)及宏觀計(jì)算整體滲流參數(shù)的雙向優(yōu)勢。而易于處理復(fù)雜邊界的格子Boltzmann法在此研究中應(yīng)用廣泛且潛力巨大,但實(shí)際應(yīng)用中,關(guān)于復(fù)雜通道的精確提取、尺寸大小的合理確定、流動(dòng)模型的正確選擇、微觀力的有效耦合及求解技術(shù)的高效實(shí)現(xiàn)等方面仍有較多困難,鑒于此本論文開展如下研究:本論文中以Micro-CT掃描實(shí)驗(yàn)獲取的砂巖介質(zhì)灰度圖像為基礎(chǔ),利用相應(yīng)圖像處理算法準(zhǔn)確重構(gòu)并隨機(jī)提取出兩通道模型,結(jié)合等效轉(zhuǎn)換算法詳細(xì)表征其復(fù)雜程度�；趩嗡沙诙鹊葴夭豢蓧嚎s標(biāo)準(zhǔn)LBM算法,以C++編程方式研究了兩種尺寸REV模型內(nèi)不同壓力梯度條件下的單相流體微流動(dòng)計(jì)算,微觀考察了孔道空間內(nèi)流速及壓力分布特征,結(jié)合達(dá)西公式宏觀計(jì)算出模型整體絕對滲透率值,與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測取值進(jìn)行了對比驗(yàn)證。結(jié)果表明,綜合CT掃描技術(shù)與LBM法的表征單元體孔道單相微流動(dòng)計(jì)算同時(shí)具有可視化表征微觀流動(dòng)細(xì)節(jié)和有效測取宏觀滲透率值的優(yōu)勢。基于“方滴趨圓”模擬計(jì)算驗(yàn)證了穩(wěn)定液滴內(nèi)外壓差與半... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點(diǎn)摘要
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 滲流與流動(dòng)
        1.1.2 微觀滲流
        1.1.3 微觀驅(qū)替
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)字巖心三維重構(gòu)
        1.2.2 微尺度流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算
    1.3 研究目的及意義
    1.4 論文主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 主要研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
第二章 復(fù)雜通道構(gòu)建及分析
    2.1 CT掃描實(shí)驗(yàn)
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.1.2 掃描樣品
        2.1.3 掃描結(jié)果
    2.2 三維圖像重構(gòu)
        2.2.1 CT圖像濾波處理
        2.2.2 CT圖像分割處理
        2.2.3 表征單元體分析
    2.3 復(fù)雜通道的提取與表征
        2.3.1 通道的精確提取
        2.3.2 通道尺寸的詳細(xì)表征
    2.4 本章小結(jié)
第三章 格子Boltzmann方法基本理論
    3.1 連續(xù)Boltzmann方程
    3.2 格子Boltzmann方程
        3.2.1 格子單位
        3.2.2 Boltzmann-BGK
        3.2.3 Lattice-Boltzmann-BGK
        3.2.4 基本格子模型
        3.2.5 宏觀參數(shù)計(jì)算
    3.3 MCMP-LBM方法
        3.3.1 SC-LBM模型
        3.3.2 微觀作用力
    3.4 常用邊界處理格式
        3.4.1 反彈邊界
        3.4.2 周期邊界
        3.4.3 Zou-He邊界
    3.5 復(fù)雜流動(dòng)的LBM實(shí)現(xiàn)
        3.5.1 LBM的C++編程
        3.5.2 編程流程
    3.6 本章小結(jié)
第四章 復(fù)雜通道單相流動(dòng)模擬研究
    4.1 模擬參數(shù)確定
        4.1.1 實(shí)際流動(dòng)參數(shù)
        4.1.2 模擬參數(shù)
    4.2 三維復(fù)雜流道內(nèi)流體流動(dòng)
        4.2.1 邊界條件
        4.2.2 微觀流動(dòng)細(xì)節(jié)分析
        4.2.3 宏觀參數(shù)計(jì)算
    4.3 本章小結(jié)
第五章 復(fù)雜通道兩相流動(dòng)模擬研究
    5.1 模擬參數(shù)確定
        5.1.1 界面張力的微觀表征
        5.1.2 潤濕性的微觀表征
    5.2 二維復(fù)雜通道內(nèi)流體驅(qū)替
        5.2.1 模型生成
        5.2.2 邊界條件
        5.2.3 粘度比為1的微觀驅(qū)替
        5.2.4 粘度比為0.5的中濕驅(qū)替
    5.3 三維復(fù)雜通道內(nèi)流體驅(qū)替
        5.3.1 邊界條件
        5.3.2 計(jì)算停止條件
        5.3.3 計(jì)算結(jié)果分析
    5.4 計(jì)算效率定性分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表文章目錄
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]現(xiàn)代油氣滲流力學(xué)體系及其發(fā)展趨勢[J]. 姚軍,孫海,李愛芬,楊永飛,黃朝琴,王月英,張磊,寇建龍,謝昊君,趙建林,嚴(yán)俠,張慶福,任曉霞,韓文成,劉丕養(yǎng),朱光普,宋文輝,隋宏光,安森友,王振,劉文正,張旭,李正.  科學(xué)通報(bào). 2018(04)
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[5]復(fù)雜微通道內(nèi)非混相驅(qū)替過程的格子Boltzmann方法[J]. 臧晨強(qiáng),婁欽.  物理學(xué)報(bào). 2017(13)
[6]利用格子Boltzmann方法確定巖石孔隙空間中的氣水分布[J]. 李興文,姜黎明,寇曉攀,羅菊蘭,解遼博,金仁高.  西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
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[8]相分離過程的離散Boltzmann方法研究進(jìn)展[J]. 許愛國,張廣財(cái),甘延標(biāo).  力學(xué)與實(shí)踐. 2016(04)
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博士論文
[1]煤巖粗糙裂隙結(jié)構(gòu)滲流性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)與LBM模擬研究[D]. 張欽剛.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2016
[2]多相流動(dòng)格子Boltzmann方法研究[D]. 胡安杰.重慶大學(xué) 2015
[3]基于低滲透儲(chǔ)層的三維數(shù)字巖心建模及應(yīng)用[D]. 屈樂.西北大學(xué) 2014
[4]低滲砂巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用研究[D]. 朱洪林.西南石油大學(xué) 2014
[5]巖石孔隙結(jié)構(gòu)三維重構(gòu)及微細(xì)觀滲流的數(shù)值模擬研究[D]. 王金波.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2014
[6]微通道內(nèi)氣液兩相界面動(dòng)力學(xué)的格子Boltzmann方法研究[D]. 婁欽.華中科技大學(xué) 2013
[7]基于數(shù)字巖心儲(chǔ)層滲透率模型研究[D]. 閆國亮.中國石油大學(xué)（華東） 2013
[8]低滲透砂巖油層微流動(dòng)機(jī)理研究[D]. 杜新龍.西南石油大學(xué) 2012
[9]基于數(shù)字巖心的天然氣儲(chǔ)層巖石聲電特性數(shù)值模擬研究[D]. 姜黎明.中國石油大學(xué)（華東） 2012
[10]多孔介質(zhì)中流動(dòng)的格子Boltzmann模擬[D]. 張?jiān)?中國石油大學(xué) 2011

碩士論文
[1]基于X-CT掃描技術(shù)的水驅(qū)油滲流機(jī)理研究[D]. 王智琦.西南石油大學(xué) 2017
[2]基于LBM和數(shù)字巖心的頁巖基質(zhì)滲透率計(jì)算研究[D]. 張珺瑤.東北石油大學(xué) 2016
[3]基于Micro-CT圖像的數(shù)字巖心孔隙級網(wǎng)絡(luò)建模研究[D]. 王冬欣.吉林大學(xué) 2015
[4]飽和多孔介質(zhì)介觀尺度孔隙流的Lattice Boltzmann模擬[D]. 雷長征.南京大學(xué) 2015
[5]微觀水驅(qū)油網(wǎng)絡(luò)模擬研究[D]. 任奕明.西南石油大學(xué) 2014
[6]基于CT技術(shù)的數(shù)字巖心重構(gòu)及其應(yīng)用研究[D]. 徐湖山.大連理工大學(xué) 2014
[7]基于格子Boltzmann方法的二維多孔介質(zhì)滲流研究[D]. 鄧平平.大連理工大學(xué) 2014



本文編號：3703788