分形多孔介质中流体的传输特性分析-凝聚态物理专业论文.docxVIP

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分形多孔介质中流体的传输特性分析-凝聚态物理专业论文

独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到,本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名: 日期: 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本论文属于 必威体育官网网址□ ,在 年解密后适用本授权书。 不必威体育官网网址□。 (请在以上方框内打“√”) 学位论文作者签名: 指导教师签名: 日期: 年 月 日 日期: 年 月 日 华 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I I 摘 要 多孔介质普遍存在于自然界和工程应用领域,研究孔隙介质中流体的输运特性 对于理解自然物理机制和改善工业生产效率起指导性作用。研究表明大多数结构极 其复杂的多孔网络材料具有自相似的分形特点。因此,可利用分形几何学描述多孔 网络系统并研究其中流体的传输性质。 在第一章中,作者首先对分形多孔介质的相关理论作了简单介绍。 在第二章中,作者以分形几何学与渗流力学为基础,在考虑毛细压差效应的情 况下建立了双重孔隙介质中宾汉姆流体的渗透率和启动压力梯度分形预测解析模 型。所提出的分形模型将流体的输运性质与多孔网络材料的结构参数联系在一起, 此理论模型中不含任何没有具体物理意义的常数。所得结果表明,在低孔隙度网络 材料中,毛细压差效应对启动压力梯度有着重要影响。 在第三章中,作者假定树状分叉网络的母管服从分形分布,推导出了非饱和多 孔介质中两相流的分形模型。将所建的相对渗透率模型与实验数据和经验公式进行 了比较,所得结果吻合较好,并且表明此模型能够揭示树状分叉网络中两相流体流 动特性的更多物理机制。 在第四章中,作者对本工作的主要研究内容进行了归纳,并对分形多孔介质中 流体传输特性的研究方向进行了展望。 关键词:分形;多孔介质;毛细压差效应;渗透率;启动压力梯度;多相流 II II Abstract Porous media widely exist in nature and engineering applications. The study of the transport properties of fluids in porous medium plays a guiding role in understanding the physical reality of nature and improving the production efficiency of industry. Studies show that most of complex porous media materials have self-similar fractal characteristics. Therefore, the theory of fractal geometry can be used to describe and study the transport properties of the fluids in the porous media systems. In this paper, firstly we introduce the related theory of fractal porous media. In chapter 2, based on the theory of fractal geometry and the seepage mechanics, we analyze the permeability and the threshold pressure gradient of Bingham fluids in dual-porosity media, which takes into account the effect of the capillary pressure difference. The proposed model relates the transport properties of Bingham fluids to the microstructure parameters of dual-porosity media, and there are no empirical constant

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