多孔介質(zhì)內(nèi)氣-水兩相滲流特性模擬研究的開題報告

多孔介質(zhì)內(nèi)氣—水兩相滲流特性模擬研究的開題報告一、題目多孔介質(zhì)內(nèi)氣—水兩相滲流特性模擬研究二、選題背景和意義氣—水兩相滲流在自然界和工程實踐中具有廣泛的應(yīng)用，如地下水的開采、地下水的污染治理、地下建筑物的設(shè)計與施工等領(lǐng)域。多孔介質(zhì)是氣—水兩相滲流的主要場所，在多孔介質(zhì)中，兩相之間的作用及其相互轉(zhuǎn)化過程極其復(fù)雜，需要使用數(shù)值模擬方法研究。本研究旨在探討多孔介質(zhì)內(nèi)氣—水兩相滲流特性的模擬方法，為地下水資源管理、環(huán)境保護(hù)、地下建筑物的設(shè)計與施工等領(lǐng)域提供支持和指導(dǎo)，具有重要的理論和實際意義。三、研究內(nèi)容和研究步驟1.文獻(xiàn)綜述：搜集和整理多孔介質(zhì)內(nèi)氣—水兩相滲流研究領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)，了解相關(guān)理論和實驗研究的進(jìn)展情況和現(xiàn)狀。2.建立氣—水兩相滲流模型：基于多孔介質(zhì)內(nèi)氣—水兩相滲流的物理特性和流動規(guī)律，建立數(shù)學(xué)模型，包括流場、壓力場、溫度場、物質(zhì)傳遞場等。3.數(shù)值模擬：采用計算流體力學(xué)（CFD）方法，通過有限體積法或有限元法進(jìn)行數(shù)值計算，得到多孔介質(zhì)內(nèi)氣—水兩相滲流的流態(tài)和壓力分布等信息，并與實驗結(jié)果進(jìn)行對比分析。4.模型驗證：將數(shù)值計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，驗證模型的準(zhǔn)確性和可靠性，并對模型進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。5.研究成果總結(jié)：總結(jié)本研究的研究成果，并提出未來進(jìn)一步研究的方向和建議。四、研究方法和技術(shù)路線本研究采用計算流體力學(xué)（CFD）方法，基于有限體積法或有限元法建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行數(shù)值模擬，并與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，驗證模型的準(zhǔn)確性和可靠性。技術(shù)路線如下：（1）文獻(xiàn)綜述：搜集和整理多孔介質(zhì)內(nèi)氣—水兩相滲流研究領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)，了解相關(guān)理論和實驗研究的進(jìn)展情況和現(xiàn)狀。（2）建立氣—水兩相滲流模型：基于多孔介質(zhì)內(nèi)氣—水兩相滲流的物理特性和流動規(guī)律，建立數(shù)學(xué)模型，包括流場、壓力場、溫度場、物質(zhì)傳遞場等。（3）數(shù)值模擬：采用計算流體力學(xué)（CFD）方法，通過有限體積法或有限元法進(jìn)行數(shù)值計算，得到多孔介質(zhì)內(nèi)氣—水兩相滲流的流態(tài)和壓力分布等信息，并與實驗結(jié)果進(jìn)行對比分析。（4）模型驗證：將數(shù)值計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，驗證模型的準(zhǔn)確性和可靠性，并對模型進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。（5）研究成果總結(jié)：總結(jié)本研究的研究成果，并提出未來進(jìn)一步研究的方向和建議。五、預(yù)期研究成果本研究致力于探討多孔介質(zhì)內(nèi)氣—水兩相滲流特性的模擬方法，預(yù)期研究成果如下：（1）建立適用于多孔介質(zhì)內(nèi)氣—水兩相滲流的數(shù)學(xué)模型，并驗證模型的準(zhǔn)確性和可靠性。（2）深入解析多孔介質(zhì)內(nèi)氣—水兩相滲流的物理規(guī)律和特性，為多孔介質(zhì)的開采、污染治理、地下建筑物的設(shè)計與施工等領(lǐng)域提供重要支持和指導(dǎo)。（3）提出未來進(jìn)一步研究的方向和建議，推動相關(guān)研究領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新。六、進(jìn)度安排本研究計劃于2022年9月開始，具體進(jìn)度安排如下：（1）2022年9月-2022年12月：文獻(xiàn)綜述和數(shù)學(xué)模型建立。（2）2023年1月-2023年12月：數(shù)值模擬和模型驗證。（3）2024年1月-2024年6月：研究成果總結(jié)，論文撰寫。（4）2024年7月-2024年9月：論文修改和答辯準(zhǔn)備。七、參考文獻(xiàn)[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