多孔介质内气-水两相渗流特性模拟研究的开题报告

多孔介质内气—水两相渗流特性模拟研究的开题报告一、题目多孔介质内气—水两相渗流特性模拟研究二、选题背景和意义气—水两相渗流在自然界和工程实践中具有广泛的应用，如地下水的开采、地下水的污染治理、地下建筑物的设计与施工等领域。多孔介质是气—水两相渗流的主要场所，在多孔介质中，两相之间的作用及其相互转化过程极其复杂，需要使用数值模拟方法研究。本研究旨在探讨多孔介质内气—水两相渗流特性的模拟方法，为地下水资源管理、环境保护、地下建筑物的设计与施工等领域提供支持和指导，具有重要的理论和实际意义。三、研究内容和研究步骤1.文献综述：搜集和整理多孔介质内气—水两相渗流研究领域的相关文献，了解相关理论和实验研究的进展情况和现状。2.建立气—水两相渗流模型：基于多孔介质内气—水两相渗流的物理特性和流动规律，建立数学模型，包括流场、压力场、温度场、物质传递场等。3.数值模拟：采用计算流体力学（CFD）方法，通过有限体积法或有限元法进行数值计算，得到多孔介质内气—水两相渗流的流态和压力分布等信息，并与实验结果进行对比分析。4.模型验证：将数值计算结果与实验数据进行对比，验证模型的准确性和可靠性，并对模型进行优化和改进。5.研究成果总结：总结本研究的研究成果，并提出未来进一步研究的方向和建议。四、研究方法和技术路线本研究采用计算流体力学（CFD）方法，基于有限体积法或有限元法建立数学模型，进行数值模拟，并与实验数据进行对比分析，验证模型的准确性和可靠性。技术路线如下：（1）文献综述：搜集和整理多孔介质内气—水两相渗流研究领域的相关文献，了解相关理论和实验研究的进展情况和现状。（2）建立气—水两相渗流模型：基于多孔介质内气—水两相渗流的物理特性和流动规律，建立数学模型，包括流场、压力场、温度场、物质传递场等。（3）数值模拟：采用计算流体力学（CFD）方法，通过有限体积法或有限元法进行数值计算，得到多孔介质内气—水两相渗流的流态和压力分布等信息，并与实验结果进行对比分析。（4）模型验证：将数值计算结果与实验数据进行对比，验证模型的准确性和可靠性，并对模型进行优化和改进。（5）研究成果总结：总结本研究的研究成果，并提出未来进一步研究的方向和建议。五、预期研究成果本研究致力于探讨多孔介质内气—水两相渗流特性的模拟方法，预期研究成果如下：（1）建立适用于多孔介质内气—水两相渗流的数学模型，并验证模型的准确性和可靠性。（2）深入解析多孔介质内气—水两相渗流的物理规律和特性，为多孔介质的开采、污染治理、地下建筑物的设计与施工等领域提供重要支持和指导。（3）提出未来进一步研究的方向和建议，推动相关研究领域的发展和创新。六、进度安排本研究计划于2022年9月开始，具体进度安排如下：（1）2022年9月-2022年12月：文献综述和数学模型建立。（2）2023年1月-2023年12月：数值模拟和模型验证。（3）2024年1月-2024年6月：研究成果总结，论文撰写。（4）2024年7月-2024年9月：论文修改和答辩准备。七、参考文献[1]ZhangZ,ZhaoC,JiaoJ,etal.AComprehensiveReviewonNumericalModelingofMultiphaseFlowinPorousMedia:State-of-the-Art,Challenges,andOpportunities[J].TransportinPorousMedia,2021,137(2):395-425.[2]WuQ,HeK,ChangQ,etal.Modellingofgas–watertwo-phasefluidflowinporousmediawithapplicationtocoalbedmethanerecovery:Areview[J].InternationalJournalofCoalGeology,2019,209:103-122.[3]LiJ,WangJ,JiaY.Numericalsimulationofmultiphaseflowinfracturedporousmedia:Areview[J].JournalofPetroleumScienceandEngineering,2019,179:598-612.[4]LiuY,ChenJ,ZhangJ,etal.Numericalinvestigationondisplacementcharacteristicsoflow-concentrationsurfactantsolutioninporousmedia:ACFD-DEMstudy[J].PowderTechnology,2021,381:107-119.[5]WangC,BaiB,ChenT,etal.Acoupledalgorithmbasedonidentificationandcontrol