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GURTIN-TYPE VARIATIONAL PRINCIPLES FOR DYNAMICS OF A NON-LOCAL THERMAL EQUILIBRIUM SATURATED POROUS MEDIUM 被引量:22
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作者 YangXiao 《Acta Mechanica Solida Sinica》 SCIE EI 2005年第1期37-45,共9页
Based on the porous media theory and by taking into account the efects of the pore fuid viscidity, energy exchanges due to the additional thermal conduction and convection between solid and fuid phases, a mathematical... Based on the porous media theory and by taking into account the efects of the pore fuid viscidity, energy exchanges due to the additional thermal conduction and convection between solid and fuid phases, a mathematical model for the dynamic-thermo-hydro-mechanical coupling of a non-local thermal equilibrium fuid-saturated porous medium, in which the two constituents are assumed to be incompressible and immiscible, is established under the assumption of small de- formation of the solid phase, small velocity of the fuid phase and small temperature changes of the two constituents. The mathematical model of a local thermal equilibrium fuid-saturated porous medium can be obtained directly from the above one. Several Gurtin-type variational principles, especially Hu-Washizu type variational principles, for the initial boundary value problems of dy- namic and quasi-static responses are presented. It should be pointed out that these variational principles can be degenerated easily into the case of isothermal incompressible fuid-saturated elastic porous media, which have been discussed previously. 展开更多
关键词 热局部热等效 热力学耦合 数学模型 变化原则 多孔介质
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多孔介质传热模型在多孔壁湍流中的适用性 被引量:1
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作者 赵泽灏 张金龙 董宇红 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期45-54,I0001,共11页
为了考查不同的多孔介质传热模型在不同工况下的适用性,对带有高孔隙率多孔介质壁面槽道湍流及其传热进行了直接数值模拟研究。在多孔介质层外流体区域,通过有限差分方法求解不可压缩Navier-Stokes方程和温度对流扩散方程;在多孔介质层... 为了考查不同的多孔介质传热模型在不同工况下的适用性,对带有高孔隙率多孔介质壁面槽道湍流及其传热进行了直接数值模拟研究。在多孔介质层外流体区域,通过有限差分方法求解不可压缩Navier-Stokes方程和温度对流扩散方程;在多孔介质层内,使用修正的Darcy-Brinkman-Forchheimer模型描述高孔隙率多孔介质阻力,以及分别采用局部热平衡(local thermal equilibrium,LTE)模型、局部非热平衡(local thermal non-equilibrium,LTNE)模型、理想金属(ideal metal foams,IMF)模型计算温度分布。通过对所得热场的统计特性的分析比较,探究了不同Biot数下水和空气两类流体介质的多孔介质传热模型的有效性。研究表明:LTE模型不足以准确预测金属泡沫多孔介质内传热问题,其等效导热系数因仅考虑孔隙率因素而低估了多孔介质层的传热能力;IMF模型在小比热容流体介质的算例中表现良好,可以代替LTNE描述多孔介质层内的传热,而在大比热容流体介质的算例中表现不佳,需要考虑比热容以及流固两相间的传热能力对预估的固体相温度分布进行修正。 展开更多
关键词 传热 多孔介质壁面 槽道湍流 直接数值模拟 局部热平衡模型
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Analyzing Heat Extraction and Sustainability of EGS with a Novel Model
3
作者 Jiliang Chen Liang Luo Fangming Jiang 《Journal of Earth Science and Engineering》 2013年第10期690-700,共11页
关键词 模型分析 提取效率 EGS 可持续发展 热交换过程 能量守恒方程 多孔介质 非平衡流动
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多孔介质太阳能热化学反应器传热特性模拟
4
作者 刘朋 谢坤 +1 位作者 孙嘉明 陈海军 《当代化工》 CAS 2023年第4期775-780,800,共7页
利用FLUENT软件并结合用户自定义函数,采用不同的热物理模型,研究了多孔介质太阳能热化学反应器内部的传热和流体流动特性。结果表明:随着入口流速从0.005m·s^(-1)增加到0.1m·s^(-1),局部热非平衡模型和局部热平衡模型之间的... 利用FLUENT软件并结合用户自定义函数,采用不同的热物理模型,研究了多孔介质太阳能热化学反应器内部的传热和流体流动特性。结果表明:随着入口流速从0.005m·s^(-1)增加到0.1m·s^(-1),局部热非平衡模型和局部热平衡模型之间的平均温度偏差增加了6.55倍,局部热非平衡模型可以保证在高温条件下的仿真精度。对于高温环境下的数值模拟必须考虑辐射传输模型。多孔介质在提供大比表面积和提高反应介质中温度和速度分布的均匀性方面具有积极作用。 展开更多
关键词 太阳能热化学 多孔介质 用户自定义函数 局部热非平衡模型
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激光干涉法在空气间隙放电参数测量中的应用 被引量:4
5
作者 周旋 曾嵘 +1 位作者 庄池杰 陈赦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期2073-2078,共6页
空气间隙放电现象物理过程复杂,利用先进手段对其关键参数进行测量具有重要意义。搭建了一套基于激光干涉原理的Mach-Zehnder干涉仪放电参数测量系统,利用干涉条纹图像可推算测试区域的折射率分布,进而可得到温度、粒子密度等热物理参... 空气间隙放电现象物理过程复杂,利用先进手段对其关键参数进行测量具有重要意义。搭建了一套基于激光干涉原理的Mach-Zehnder干涉仪放电参数测量系统,利用干涉条纹图像可推算测试区域的折射率分布,进而可得到温度、粒子密度等热物理参数。以空气电弧为主要研究对象,对尖–板电极交流电弧(约0.1 A)和电焊机直流电弧(30 A)进行诊断实验,建立局部热力学平衡模型,得到其温度和电子密度等参数的径向分布,前者的弧心温度约为3 000~6 000 K,后者的弧心温度约为12 000 K。另外,还初步得到了空气间隙放电通道的干涉条纹图像。实验结果验证了激光干涉法在空气放电参数测量研究中的可行性,为该方法在长空气间隙放电研究中的应用奠定了基础。 展开更多
关键词 激光干涉法 MACH-ZEHNDER干涉仪 空气电弧 局部热力学平衡模型 电弧温度 长空气间隙放电
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多孔介质平板通道传热模型的两种求解方法 被引量:8
6
作者 王克用 王大中 李培超 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第5期494-504,共11页
基于Brinkman-Darcy扩展模型和非局部热平衡模型,考虑液相和固相含有内热源的情况,建立了多孔介质平板通道传热的一般模型.分别采用直接法和间接法将液相与固相能量方程解耦,进而求得充分发展传热条件下的多孔介质温度场.与直接解耦法相... 基于Brinkman-Darcy扩展模型和非局部热平衡模型,考虑液相和固相含有内热源的情况,建立了多孔介质平板通道传热的一般模型.分别采用直接法和间接法将液相与固相能量方程解耦,进而求得充分发展传热条件下的多孔介质温度场.与直接解耦法相比,间接解耦法可在原始边界条件下求解二阶微分方程,更加简单易行.通过对无量纲温度表达式系数以及温度分布的比较,验证了两种求解方法的等价性.在两种极限情形下,间接法所得温度分布解析解与现有文献结果相当吻合,这也在一定程度上证明了所建模型更具一般性.参数分析表明,液固两相温差随着Biot数或有效导热系数比的增大而减小,Nusselt数随着内热源比的增大而减小. 展开更多
关键词 多孔介质 Brinkman-Darcy扩展模型 非局部热平衡模型 内热源 恒定热流
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骨架发热多孔介质方腔内非达西自然对流的数值研究 被引量:10
7
作者 王刚 曾敏 王秋旺 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期44-48,共5页
本文利用局部非热平衡模型,对骨架发热多孔介质方腔内的非达西自然对流进行了数值研究。方腔上下壁面绝热、左右壁面维持恒温T0。采用Brinkman-Darcy-Forchheimer模型来描述多孔介质内的流动,当有效导热系数比(0.001≤γ≤1.0)和无量纲... 本文利用局部非热平衡模型,对骨架发热多孔介质方腔内的非达西自然对流进行了数值研究。方腔上下壁面绝热、左右壁面维持恒温T0。采用Brinkman-Darcy-Forchheimer模型来描述多孔介质内的流动,当有效导热系数比(0.001≤γ≤1.0)和无量纲容积换热系数(1.0≤H≤1000)在较宽的范围内变化时,计算研究了不同的有效导热系数比和无量纲容积换热系数对方腔内流动换热的影响。数值模拟结果表明:在有效导热系数比γ=1.0和无量纲容积换热系数H=1000时,局部热平衡模型是成立的;而对其他情形,必须采用局部非热平衡模型才能准确地预测出方腔内的流动换热特性。 展开更多
关键词 骨架发热 局部非热平衡模型 多孔介质 自然对流 数值模拟
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正弦波温度边界下多孔介质方腔内非热平衡对流传热数值模拟 被引量:3
8
作者 吴峰 王刚 马晓迅 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期381-386,共6页
采用局部非热平衡模型,在方腔左侧壁面温度正弦波变化、右侧壁面温度均一的边界条件下,通过SIM-PLER算法数值研究了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流,主要探讨了不同正弦波波动参数N及方腔的高宽比M/L对方腔内自然对流... 采用局部非热平衡模型,在方腔左侧壁面温度正弦波变化、右侧壁面温度均一的边界条件下,通过SIM-PLER算法数值研究了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流,主要探讨了不同正弦波波动参数N及方腔的高宽比M/L对方腔内自然对流与传热的影响规律。计算结果表明:正弦波温度边界使得方腔内的流场出现了复杂的变化,流体及固体区域左侧壁面附近出现了周期性的正负变化的温度场分布,左侧壁面局部Nusselt数出现了周期性的震荡现象;存在一个最佳温度波动参数N=1,此时多孔介质方腔内的整体散热量达到最大值;增加方腔高宽比会显著地削弱方腔内的自然对流传热过程,小高宽比也会在一定的程度上削弱多孔介质方腔内的对流传热。 展开更多
关键词 非热平衡模型 正弦波温度边界 自然对流 数值模拟
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磁场对多孔介质方腔内空气热磁对流的影响 被引量:2
9
作者 姜昌伟 李贺松 +3 位作者 陈冬林 石尔 朱先锋 李茂 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期23-29,共7页
数值分析了微重力下圆形载流线圈倾斜时多孔介质方腔内空气热磁对流.磁场计算采用毕奥-萨伐定律求解;动量方程与能量方程分别采用达西模型与局部热非平衡模型求解.计算结果表明随着磁场力数γ数和Da数的增加,方腔内对流变得越来越强.线... 数值分析了微重力下圆形载流线圈倾斜时多孔介质方腔内空气热磁对流.磁场计算采用毕奥-萨伐定律求解;动量方程与能量方程分别采用达西模型与局部热非平衡模型求解.计算结果表明随着磁场力数γ数和Da数的增加,方腔内对流变得越来越强.线圈倾斜角x_(euler)从0°到90°变化时,对流结果关于z_(euler)=45°呈现对称分布.Nμ_m数随线圈倾斜角的改变而变化且每个工况下局部最大Nμ_m数出现在z_(euler)=45°.局部最小Nμ_m数出现在z_(euler)=0°,90°. 展开更多
关键词 热磁对流 数值模拟 多孔介质 载流线圈 局部热非平衡模型
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基于局部非热平衡模型的发汗冷却过程的数值模拟 被引量:2
10
作者 孟丽燕 姜培学 +1 位作者 蒋方帅 任泽霈 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期667-669,共3页
本文对水平槽道内发汗冷却建立了包括主流区、多孔壁面区和致密壁面区在内的完整的物理模型和数学描述, 对耦合传热过程开展了数值模拟,对平板发汗冷却的机理进行了深入的研究。研究表明:发汗冷却减小了壁面处的速度梯度,使下壁面边界... 本文对水平槽道内发汗冷却建立了包括主流区、多孔壁面区和致密壁面区在内的完整的物理模型和数学描述, 对耦合传热过程开展了数值模拟,对平板发汗冷却的机理进行了深入的研究。研究表明:发汗冷却减小了壁面处的速度梯度,使下壁面边界层明显增厚;随着冷却流体的注入,壁面处的湍流应力明显增大;湍流应力的最大值向没有发汗冷却的壁面一侧偏移,并且增加了最大湍流应力;边界层的增厚使得发汗冷却区域壁面摩擦阻力系数降低。随着冷却剂流量的增大,壁面温度也随之下降;数值模拟结果与实验结果较好地吻合。 展开更多
关键词 发汗冷却 数值模拟 局部非热平衡模型
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骨架发热多孔介质竖直通道内强制对流换热数值研究 被引量:2
11
作者 杨剑 曾敏 +1 位作者 闫晓 王秋旺 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期16-20,50,共6页
采用局部非热平衡模型,在层流范围内对骨架发热多孔介质竖直通道内的非达西强制对流换热进行了数值研究。采用Forchheimer-Brinkman拓展Darcy模型描述多孔介质内的流动,详细研究了表观雷诺数Re(0.5≤Re≤50),有效导热系数比Γ(0.001≤Γ... 采用局部非热平衡模型,在层流范围内对骨架发热多孔介质竖直通道内的非达西强制对流换热进行了数值研究。采用Forchheimer-Brinkman拓展Darcy模型描述多孔介质内的流动,详细研究了表观雷诺数Re(0.5≤Re≤50),有效导热系数比Γ(0.001≤Γ≤1.0)和Da(10-3≤Da≤10-5)变化对多孔介质流道内流动换热的影响。计算结果表明:Re、Γ和Da变化对流道内流动换热影响显著;当Re、Γ较小而Da较大时,多孔介质流道内局部非热平衡效应明显,必须采用局部非热平衡模型才能对流道内的对流换热特性进行合理准确的预测。 展开更多
关键词 多孔介质 骨架发热 强制对流 局部非热平衡 数值模拟
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LTNE条件下界面对流传热系数对部分填充多孔介质通道传热特性的影响 被引量:3
12
作者 李琪 张容铭 胡鹏飞 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期4121-4133,共13页
在多孔介质区考虑局部非热平衡,采用Brinkman-extended Darcy模型结合应力跳跃条件对部分填充多孔介质通道内流体传热特性进行分析。获得了各区域温度分布及Nusselt数解析解,并分析了各参数对温度及Nusselt数的影响。结果表明:界面对流... 在多孔介质区考虑局部非热平衡,采用Brinkman-extended Darcy模型结合应力跳跃条件对部分填充多孔介质通道内流体传热特性进行分析。获得了各区域温度分布及Nusselt数解析解,并分析了各参数对温度及Nusselt数的影响。结果表明:界面对流传热系数H_(s)较小时,界面应力跳跃系数β和Darcy数Da的增加会减小流固两相间温差。而在高H_(s)下,Da减小也会减小两相温差。在Da、H_(s)和固流两相热导率之比K较大且空心率S(自由流体区高度与通道高度之比)和Biot数Bi较小时,流固两相间会在接近多孔介质区中部出现最大温差,而该最大温差会随着S增加和Da及H_(s)的减小向界面区移动。对于不同K与Bi,Nusselt数Nu与S的关系曲线存在不同的类型,与模型A(界面处多孔介质固相和流相根据各自温度梯度和热导率划分总热流)不同的是,采用模型C(界面处固相热流分配与自由流体区流相的热交换相关)所获得的Nu曲线类型与H_(s)有关。在K较小时,β对Nu的影响大于H_(s)对Nu的影响;而在K较大时,H_(s)对Nu的影响要远大于β对Nu的影响,且H_(s)增加会明显提高通道内的Nu。 展开更多
关键词 多孔介质 局部热非平衡模型 Brinkman-extended Darcy模型 传热 流体力学
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侧壁不连续边界下多孔介质自然对流数值模拟 被引量:1
13
作者 吴峰 王刚 马晓迅 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期18-22,49,共6页
采用局部非热平衡模型,在方腔左侧壁面布置不连续等温边界条件,数值模拟了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流传热,探讨了不同等温边界布置方案及方腔的高宽比M/L对方腔内自然对流传热的影响规律。计算结果表明:由于单向... 采用局部非热平衡模型,在方腔左侧壁面布置不连续等温边界条件,数值模拟了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流传热,探讨了不同等温边界布置方案及方腔的高宽比M/L对方腔内自然对流传热的影响规律。计算结果表明:由于单向重力影响,多孔介质方腔内流函数结构呈现上下不对称特性,而固体相温度场分布呈现出上下对称分布规律;流体相局部Nu数的大小及分布规律与等温边界的位置相关,局部Nu数随着Y=0.5值的增大而增加,固体相局部Nu数则以Y=0.5处为中心呈现上下对称分布规律。存在一个最佳ξ值及高宽比值,使得多孔介质方腔内的整体向外传热量达到最大值,等温边界布置于方腔上侧更有利于强化方腔整体的自然对流传热。 展开更多
关键词 非热平衡模型 不连续等温边界 自然对流 数值模拟
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非平衡态等离子体的仿真研究现状与新进展 被引量:44
14
作者 荣命哲 刘定新 +1 位作者 李美 王伟宗 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期271-282,共12页
非热力学平衡态等离子体技术既是现代工业的关键技术之一,也是未来高科技的重要发展方向。通过仿真研究深入揭示此类等离子体的微观机理,阐明等离子体的宏观特性变化规律,对于提高科学认知水平并促进产业发展具有重要意义。传统的仿真... 非热力学平衡态等离子体技术既是现代工业的关键技术之一,也是未来高科技的重要发展方向。通过仿真研究深入揭示此类等离子体的微观机理,阐明等离子体的宏观特性变化规律,对于提高科学认知水平并促进产业发展具有重要意义。传统的仿真研究主要集中于低气压条件下的非热力学平衡态等离子体,在大气压及更高气压条件下开展较少。本文主要针对高气压非热力学平衡态等离子体,对国内外仿真模型进行了综述。非热力学平衡态等离子体一般包括局部化学平衡和非化学平衡两种状态,前者中的粒子组分可由宏观的热力学统计原理计算得到,后者必需考察微观的物理和化学过程。针对局部化学平衡态等离子体,介绍了双温度条件下微观粒子组分和宏观物理特性分布规律的计算模型,重点讨论了基于质量作用定律、吉布斯自由焓最小化原理与化学动力学方法的粒子组分计算方法;针对非化学平衡态等离子体,介绍了基于漂移-扩散原理的流体模型和化学动力学模型,提出了全局模型与流体模型的联合仿真新方法。 展开更多
关键词 非热力学平衡 局部化学平衡 非化学平衡 双温模型 全局模型
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二次离子发射的LTE模型及其在GaAs样品中的应用
15
作者 陈新 陈春华 王佑祥 《真空科学与技术》 CSCD 1994年第2期107-113,共7页
介绍了二次离子发射的局部热平衡(LTE)模型的发展过程及其在GaAs样品SIMS定量分析中的应用,并尝试了用GaAs基体元素作内标的定量分析方法,取得了较好的结果。
关键词 二次离子发射 LTE 砷化镓
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间断等温边界下多孔介质方腔内非热平衡自然对流传热数值模拟
16
作者 吴峰 王刚 马晓迅 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期712-718,共7页
采用局部非热平衡模型,在方腔两侧壁面布置间断式等温边界,采用SIMPLER算法数值研究了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流,探讨了6种等温边界布置方案、孔隙率ε及Da数对方腔内自然对流与传热的影响规律。计算结果表明:在... 采用局部非热平衡模型,在方腔两侧壁面布置间断式等温边界,采用SIMPLER算法数值研究了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流,探讨了6种等温边界布置方案、孔隙率ε及Da数对方腔内自然对流与传热的影响规律。计算结果表明:在左右对称的等温边界条件下,多孔介质方腔内的流场、温度场分布出现了左右对称分布特性。孔隙率ε及Da数的增加有利于提高多孔介质方腔的整体传热量,当Da数小于10-5时,传热量Q值随Da数变化不大,且不同等温边界布置方案的Q值差别不大。随着Da数的增大,多孔介质方腔内的热对流逐渐得到发展,此时不同传热方案的Q值出现了显著的差异,并随着Da数的增大而增加。 展开更多
关键词 非热平衡模型 间断等温边界 自然对流 数值模拟
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基于多孔介质平板传热模型的堤坝渗漏模型
17
作者 张璞 李静 梁媛 《人民黄河》 CAS 北大核心 2018年第1期111-114,126,共5页
当岩土体发生渗漏时,渗漏通道内的流体与岩土体会发生热量交换,造成渗漏通道附近地层温度发生改变。基于饱和多孔介质能量方程,在局部热平衡假设的前提下,考虑固相骨架与孔隙流体之间作用的能量耗散和流体流动方向的传热效应,建立了流... 当岩土体发生渗漏时,渗漏通道内的流体与岩土体会发生热量交换,造成渗漏通道附近地层温度发生改变。基于饱和多孔介质能量方程,在局部热平衡假设的前提下,考虑固相骨架与孔隙流体之间作用的能量耗散和流体流动方向的传热效应,建立了流体在多孔介质平板通道中的传热模型,根据确定的边界条件,利用分离变量法求得模型的解析解。将该模型应用于某水库大坝的一个渗漏通道渗漏速度反演分析,结果表明:所建立的传热模型用于研究堤坝渗漏是可靠的。 展开更多
关键词 饱和多孔介质 传热模型 局部热平衡 渗漏
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局部非热平衡对增强型地热系统的影响探究
18
作者 程林松 时俊杰 +2 位作者 曹仁义 杨晨旭 杜旭林 《深圳大学学报(理工版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期649-659,共11页
干热岩的有效开发需要依托增强型地热系统所形成的复杂裂缝网络,而致密基质与不同裂缝之间形成了不同尺度的传质传热环境,导致多孔介质传质传热过程存在复杂性.为分析局部非热平衡对复杂裂缝系统传质传热过程的影响,建立考虑局部非热平... 干热岩的有效开发需要依托增强型地热系统所形成的复杂裂缝网络,而致密基质与不同裂缝之间形成了不同尺度的传质传热环境,导致多孔介质传质传热过程存在复杂性.为分析局部非热平衡对复杂裂缝系统传质传热过程的影响,建立考虑局部非热平衡假设的微观孔隙尺度传质传热模型,揭示局部非热平衡假设对基质-裂缝传质传热过程影响的微观作用机理.同时,建立考虑局部非热平衡假设的嵌入式离散裂缝模型和求解方法,通过储层物性参数敏感性研究分析考虑局部非热平衡假设的必要性.结果表明,不考虑局部非热平衡假设会低估在近裂缝区域的岩石温度,而高估传热前缘区域的流体温度;局部非热平衡对增强型地热系统的影响主要体现在注入早期;注入强度越高,或基质裂缝渗透率越低,或基质裂缝孔隙度差异越大,或岩石热扩散系数越大,或对流换热系数越小,都越需要考虑局部非热平衡假设.研究结果可为增强型地热系统的精确数值模拟提供参考. 展开更多
关键词 地热学 油气水渗流力学 致密储层 局部非热平衡 嵌入式离散裂缝模型 数值模拟 致密基质 复杂裂缝 增强型地热系统
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壁面局部接触裂隙岩体水流-传热的一种理论模型及计算分析 被引量:1
19
作者 项彦勇 任鹏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2845-2854,2926,共11页
核废物地质处置、地热开发、石油开采等工程领域都可能涉及稀疏裂隙岩体中的水流-传热过程。现有的裂隙岩体水流-传热理论模型和计算方法基本上都是以平行光滑壁面裂隙模型为基础的,没有考虑裂隙的壁面局部接触对水流、水-岩热交换以及... 核废物地质处置、地热开发、石油开采等工程领域都可能涉及稀疏裂隙岩体中的水流-传热过程。现有的裂隙岩体水流-传热理论模型和计算方法基本上都是以平行光滑壁面裂隙模型为基础的,没有考虑裂隙的壁面局部接触对水流、水-岩热交换以及岩体传热的影响。针对粗糙壁面裂隙水流过程,阐述了基于Stokes方程的Reynolds润滑方程及Hele-Shaw裂隙模型,采用MATLAB软件中的PDE工具求解,并与Walsh的等效水力开度公式进行对比;分析壁面局部接触裂隙水流-传热与填充裂隙水流-传热的相似性,提出了瞬时局部热平衡假设的适用条件,并在裂隙局部接触体传热满足Biot数条件的前提下,计算分析裂隙局部接触体与水流之间的局部热平衡时间及其影响因素;在裂隙局部接触体与水流之间满足瞬时热平衡假设的前提下,利用填充裂隙水流-传热的解析解,计算了壁面局部接触裂隙水及两侧岩石的温度分布,并分析了裂隙局部接触面积率、裂隙开度、裂隙水平均流速对岩石温度和裂隙水温度的影响特征,结果表明:(1)在设定条件下,由于裂隙局部接触体与裂隙水流之间的热交换,裂隙水流对其两侧岩石温度的影响范围随接触面积率的增大而减小,裂隙两侧岩石对裂隙水流温度的影响程度随接触面积率的增大而增大;(2)裂隙开度和裂隙水流速对岩石温度和裂隙水温度的影响方式的影响是一致的,即由于裂隙水流量随裂隙开度和裂隙水流速的增大而增大,裂隙水流对其两侧岩石温度的影响范围随裂隙开度和裂隙水流速的增大而增大,裂隙两侧岩石对裂隙水流温度的影响程度随裂隙开度和裂隙水流速的增大而减小。 展开更多
关键词 壁面局部接触裂隙 Hele-Shaw模型 水流-传热 瞬时局部热平衡 参数分析
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两种修正达西模型对平板通道内流动换热的影响
20
作者 郭玉龙 王刚 +1 位作者 牛凯杰 马兵善 《甘肃科学学报》 2014年第1期109-112,共4页
采用数值模拟的方法,对层流状态下恒热流壁面平板通道完全填充多孔介质的流动换热进行了相关研究.通过局部热平衡模型描述多孔介质内的换热,分别用Brinkman-Darcy流动模型和Brinkman-Forchheimer-Darcy流动模型描述多孔介质内的流动,并... 采用数值模拟的方法,对层流状态下恒热流壁面平板通道完全填充多孔介质的流动换热进行了相关研究.通过局部热平衡模型描述多孔介质内的换热,分别用Brinkman-Darcy流动模型和Brinkman-Forchheimer-Darcy流动模型描述多孔介质内的流动,并对比了两种流动模型下的流动换热性能.结果表明:Re数较小时,两种流动模型下的换热差异很小(壁面平均Nu数相差<1%);随着Re数的增大,两种流动模型下的速度场和温度场差异增大,因而为了更准确的描述添加多孔介质后通道内的流动换热变化,在Re数较大时,需采用BDF流动模型. 展开更多
关键词 多孔介质 修正达西模型 数值模拟 局部热平衡模型
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