薄油层SAGD开发蒸汽腔发育和生产指标预测

通过分析现场生产数据和数值模拟结果,将薄层稠油油藏蒸汽辅助重力驱油(SAGD)生产中蒸汽腔发育分为横向扩展和向下运移两个过程,并进行简化处理预测SAGD生产指标.联合质量守恒方程、能量守恒方程和周围地层散热模型得到一个描述蒸汽腔发育的综合表达式,该方程属于典型的第二类Volterra积分函数.通过拉普拉斯变换对Volterra积分函数进行半解析求解,最终得到不同时刻蒸汽腔发育状态.为验证模型的正确性,将模型的计算结果与CMG Stars的计算结果对比,整体误差小于5%.新模型可以方便简单地预测SAGD生产中蒸汽腔发育过程和生产动态指标,从而确定SAGD生产的极限油藏参数和合理的注采参数.     

球坐标动量空间下相对论Vlasov方程的数值算法

针对相对论Vlasov方程动量区间跨度大、难以计算的困难,将相对论Vlasov方程在球坐标动量空间中进行数值求解.对相对论Vlasov方程球坐标动量空间构造4阶非分裂守恒型数值格式.数值模拟相对论Landau阻尼问题并与解析理论进行比较,验证数值模型和算法的有效性.对激光等离子体相互作用进行初步模拟分析,表明通过采用球坐标下的动量空间,可在相对较少动量网格情形下,获得与粒子模拟可相互验证的结果.     

注蒸汽井井筒内参数计算新模型

从动量定理角度出发建立求解蒸汽压降方程,而从能量守恒角度出发建立求解蒸汽干度变化的方程,采用节点分析方法和数值计算方法对模型求解.计算过程中借鉴传统的气液两相流Beggs-Brill方法计算水蒸汽混合物的物性参数.通过对辽河油田齐40块和杜80块10口井井筒的压力、温度和干度分布计算表明该模型计算精度较高.     

基于广义交替数值通量的局部间断Galerkin方法求解二维波动方程

波的传播往往在复杂的地质结构中进行,如何有效地求解非均匀介质中的波动方程一直是研究的热点.本文将局部间断Galekin(local discontinuous Galerkin, LDG)方法引入到数值求解波动方程中.首先引入辅助变量,将二阶波动方程写成一阶偏微分方程组,然后对相应的线性化波动方程和伴随方程构造间断Galerkin格式;为了保证离散格式满足能量守恒,在单元边界上选取广义交替数值通量,理论证明该方法满足能量守恒性.在时间离散上,采用指数积分因子方法,为了提高计算效率,应用Krylov子空间方法近似指数矩阵与向量的乘积.数值实验中给出了带有精确解的算例,验证了LDG方法的数值精度和能量守恒性;此外,也考虑了非均匀介质和复杂计算区域的计算,结果表明LDG方法适合模拟具有复杂结构和多尺度结构介质中的传播.     

自然对流情形下激光辐照液体贮箱的尺度律

根据质量守恒、动量守恒及能量守恒原理,建立了自然对流情形下激光辐照液体贮箱的理论模型。通过方程分析法,导出了该问题的尺度律,在此基础上给出了激光辐照液体贮箱的缩比方法,并对一组实例进行了数值计算,得到了缩比模型与原型结果完全相似的结论,模拟结果证明了该问题尺度律的成立。为验证理论模型与数值求解的正确性,本文还针对小尺度模型进行了实验研究,数值模拟结果与实验测量结果符合较好,表明理论模型可靠有效。     

高温等离子体相对论性平均原子模型中的半解析波函数

半解析求解平均原子模型方法充分利用了已知精确波函数的解析性质,通过对平均原子模型中势函数的数值拟合,就得到仅含一个数值因子的半解析波函数以及相应的能量本征值.本文列出了等离子体中相对论性平均原子模型的诸方程,特别注意方程求解技术和程序设计中的一些细节.与完全数值解以及其他类似模型得到的数值解进行的比较表明,在较高温度条件下半解析结果的精度是相当高的,求解的效率也很高.此外还对物理模型中某些缺陷进行了分析.     

真空绝热板(VIP)热桥效应的扩展模型分析

做为一种新型、高效的绝热材料,真空绝热板在其使用过程中不可避免会产生热桥效应,从而在一定程度上影响了板材整体绝热性能.文中介绍利用能量守恒方程建立了VIP热桥效应的扩展分析模型,通过对扩展模型方程的求解和分析,进一步分析了VIP热桥效应的影响参数.通过比对分析,提出的计算模型与国外数据模型得到了较好的吻合,可利用该扩展...     

用格子Boltzmann模型模拟激波现象

根据微观和宏观之间的质量、动量、能量守恒准则,建立了一个两维的D2Q13格子Boltzmann模型,可从该D2Q13模型出发推导出宏观的流体力学方程,所得动量方程和Navier-Stokes方程相比,在黏性输运项上有明显的改进,用该模型对冲击波在障碍物表面上的折射和反射现象的数值模拟都得到了比较满意的结果,而且数值稳定性也很好.证明了D2Q13模型的适宜性 关键词： Boltzmann模型 分布函数 冲击波 流体力学方程     

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将等离子体作为磁流体,考虑其流体属性和电磁属性,介绍了利用FLUENT软件包并将其进行二次开发,解算电磁场方程、质量连续性方程、动量守恒方程、以及能量守恒方程的数值模拟方法,得到了以磁矢势为表达形式的电磁场分布、温度分布和速度分布.数值模拟了粉末球化所用的感应耦合等离子体炬电磁场分布、温度分布、速度分布.分析了温度分布、速度分布产生的物理原因,为感应耦合等离子体炬球化粉末颗粒提供理论性指导.     

两相湍流色噪声扩维法PDF模型及数值模拟

由颗粒运动的朗之万方程出发,对流体脉动速度采用扩维方法,得到两个不同层次的PDF输运方程.通过对颗粒运动方程求解和高斯分布假设,解决PDF方程的封闭问题,获得颗粒二阶矩模型,然后将颗粒应力方程简化成代数方程,建立代数应力模型.将对流扩散方程的有限分析法运用到求解两相流模型中,对壁面两相射流进行数值模拟,对比分析数值结果与实验结果.     

蒸汽-冷流体接触冷凝流动的数值模拟

介绍了关于蒸汽-冷流体直接接触冷凝流动与传热的数值计算模型与部分研究结果。用Level Set方法确定蒸汽-冷流体接触界面的位置和形状,建立了对蒸汽和冷流体普遍适用的动量、能量和质量守恒方程,在能量和质量寺恒方程中增加了部分项用于计算蒸汽冷凝所产生的影响。用有限差分法在交错网格上离散控制方程,用Runge-Kutta法-五阶WENO组合格式求解Level Set输运方程,用压力修正的迭代Projection方法求解动量方程,而用SIMPLE方法求解温度控制方程。对算例的计算结果表明,本文所建立的数值计算模型能反映物理现象的宏观特性。根据计算结果,分析了本文模型的优缺点,并指出了今后改进的方向。     

油藏多孔介质湿饱和流动的热流耦合分析

建立了蒸汽驱热水驱替部分湿饱和流动热流耦合的物理模型,在其基础上得到包括温度方程、压力方程、饱和度方程、渗流速度方程等在内的数学模型,采用全隐式中心差分方法,得到温度场、压力场等的迭代公式,对某应用示例的数值模拟说明了其过程的热流耦合机制,并指出应对油藏实施有效的加热降黏措施,可同时提高原油采收率和采油速率.     

Dynamics of nuclear fluid: (I). Foundation

Starting with the time-dependent Hartree-Fock (TDHF) formulation of the many-body problem, we cast the equation into a set of conservation laws of classical type. Besides the equation of continuity, TDHF leads to an equation of motion which is analogous to the Euler equation in classical fluid dynamics. The forces do not come from the collective kinetic stress alone, but also from a density-dependent chemical potential, the surface tensional force which depends on density differences and the Coulomb interaction. With an assumed Navier-Stokes generalization of the stress tensor, such a set of differential equations provides a powerful tool for the study of complicated collective motions of nuclear systems such as those involved in heavy-ion reactions and nuclear fission. In the static case, the equation of motion leads to the Thomas-Fermi model of a finite nucleus as formulated by Bethe.     

Double Reduction and Exact Solutions of Zakharov-Kuznetsov Modified Equal width Equation with Power Law Nonlinearity via Conservation Laws

The conservation laws for the (1+2)-dimensional Zakharov-Kuznetsov modified equal width (ZK-MEW) equation with power law nonlinearity are constructed by using Noether's approach through an interesting method of increasing the order of this equation. With the aid of an obtained conservation law, the generalized double reduction theorem is applied to this equation. It can be shown that the reduced equation is a second order nonlinear ODE. Finally, some exact solutions for a particular case of this equation are obtained after solving the reduced equation.     

Influence of kinematical constraints on multiplicity distributions and neutral charged correlations in the independent cluster emission model

Energy-momentum conservation in the cluster production process is introduced in the independent cluster emission model using the generating functional formalism. In a simple version of the model clusters are produced which decay into a fixed number of pions. The ?? model and a model with isospin conservation in the cluster decay are used to calculate the charge distribution among the secondaries of cluster decay. Multiplicity characteristics like average multiplicity, second moments and associated average neutral multiplicities and second moments are calculated. The results are compared with experimental data.     

Geometric field theory and weak Euler–Lagrange equation for classical relativistic particle-field systems

A manifestly covariant, or geometric, field theory of relativistic classical particle-field systems is developed. The connection between the space-time symmetry and energy-momentum conservation laws of the system is established geometrically without splitting the space and time coordinates; i.e., space-time is treated as one entity without choosing a coordinate system. To achieve this goal, we need to overcome two difficulties. The first difficulty arises from the fact that the particles and the field reside on different manifolds. As a result, the geometric Lagrangian density of the system is a function of the 4-potential of the electromagnetic fields and also a functional of the particles’ world lines. The other difficulty associated with the geometric setting results from the mass-shell constraint. The standard Euler–Lagrange (EL) equation for a particle is generalized into the geometric EL equation when the mass-shell constraint is imposed. For the particle-field system, the geometric EL equation is further generalized into a weak geometric EL equation for particles. With the EL equation for the field and the geometric weak EL equation for particles, the symmetries and conservation laws can be established geometrically. A geometric expression for the particle energy-momentum tensor is derived for the first time, which recovers the non-geometric form in the literature for a chosen coordinate system.     

平面叶栅中的湿蒸汽两相结流动数值模拟

对存在自发凝结的湿蒸汽两相流动建立了完全欧拉坐标系下的数值模型.考虑水蒸汽与理想气体的偏差,引入维里型状态方程对模型作了进一步完善.对平面叶栅中的两相凝结流动进行了数值模拟,计算结果与实验值比较表明本文计算模型正确,可以扩展到三维复杂两相凝结流场的计算.