| 引用本文： | 左伟芹, 崔佩雯, 刘彦伟, 韩红凯, 李利文, 罗予阳. 基于相场法的非等温气-水两相驱替特征研究. 力学学报, 2025, 57(1): 261-272. DOI: 10.6052/0459-1879-24-433 |
| 摘 要： | 
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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