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题名基于相场法的非等温气-水两相驱替特征研究
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作者
左伟芹
崔佩雯
刘彦伟
韩红凯
李利文
罗予阳
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机构
河南理工大学安全科学与工程学院
重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室
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出处
《力学学报》
北大核心
2025年第1期261-272,共12页
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基金
国家自然科学基金(52274188)
河南省高等学校青年骨干教师培养计划(2024GGJS034)
煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室开放课题(2011DA105827-FW202201)资助项目。
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文摘
为了阐明在非等温条件下多孔介质中气-水两相动态驱替特征,使用一种基于Navier-Stokes方程、Cahn-Hilliard方程耦合下的两相流数值方法,与表面张力模型、传热模型相结合,完成了对流体动力学和传热的定量计算,同时利用表征真实孔隙特征下的非均质模型,实现了多孔介质内非等温热-流耦合下两相流动过程的精准表征.通过求解Cahn-Hilliard方程精准模拟相分离的演化特征,利用Navier-Stokes方程完成对流体速度及压力的相关计算,结合传热方程获取各个时刻的温度分布;联合流动耦合和温度耦合的节点,实现质量、动量及能量方面的全耦合;算法使用自适应网格法,使网格点分布始终与物理解耦合,提高了解的高精度性.研究表明:大孔中流体压力变化态势平稳,孔喉狭窄处流体速度较大且波动剧烈;注气压力增加,气体突破时间缩短,温度的热传导速率加快,驱替效率在气体突破后呈下降趋势;注气压力较高会加剧水对气体流动能力的干扰,当注气压差满足气相可进入细小孔隙,同时受流动干扰相对较小时,驱水效果最好.
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关键词
相场法
非等温流动
驱替
多孔介质
渗流机理
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Keywords
phase field method
non-isothermal flow
displacement
porous media
seepage mechanism
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分类号
TK124
[动力工程及工程热物理—工程热物理]
TE122
[石油与天然气工程—油气勘探]
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