分形油藏非牛顿幂律流体低速非达西不稳定渗流的组合数学模型

结合分形理论与渗流理论,对分形油藏非牛顿幂律流体低速非达西不稳定渗流的试井分析问题的数学模型进行了推导.该分形油藏模型由内域为非牛顿幂律流体低速非达西渗流,外域为非牛顿幂律流体达西渗流的同心圆域组成.在考虑井筒储存、表皮效应影响下,建立了该油藏的不稳定渗流有效井径组合数学模型,在3种外边界条件下求出了两个区域内压力在Laplace空间的解析解,应用Stehfest数值反演方法求得井底的无因次压力,分析了井底压力动态特征和参数影响.非牛顿幂律流体的幂律指数、分形参数均对典型曲线产生较大的影响,呈现出与牛顿流体和均质油藏明显不同的特征.这对非均质油藏非牛顿流体的不稳定试井分析及研究其非线性渗流特征均十分重要.     

考虑动半径和粘度变化的稠油非牛顿不稳定渗流数学模型

针对稠油非牛顿特征,在Bingham流体渗流方程基础上,通过对动半径和粘度进行表征,建立同时考虑启动压力梯度、动半径变化和粘度变化的非牛顿稠油不稳定渗流数学模型,完善Bingham型稠油渗流数学模型.通过空间、时间离散差分及Matlab数值计算,得到非牛顿稠油非稳态渗流地层压力分布.结果表明,相同产量下,随启动压力梯度增大,动半径向井方向移动;启动压力梯度越大,压降曲线越陡,相应近井压降越大;相同启动压力梯度下,产量越大,不同吞吐周期压力差距越大.将半径和粘度动态变化相结合,弥补了现行非牛顿稠油渗流数学模型的-个缺陷.     

考虑相重新分布的双重介质分形油藏不稳定渗流压力动态特征

基于分形油藏渗流力学,针对存在井筒储集、表皮效应和井筒相重新分布影响下的不稳定渗流问题,建立双重介质分形油藏有效井径数学模型,并采用Douglas-Jones预估校正法求得无限大地层定产量生产条件下的非线性数值解.由数值解可知,该系统完整的压降曲线由四个流动区组成.最后分析各个分形参数、相重新分布参数和双重介质参数变化时压力的变化规律,做出典型压力曲线图版,为研究复杂渗流系统中相重新分布影响下的不稳定渗流规律提供参考.     

变形双重介质分形油藏非达西流动分析

考虑与实际生产相符的介质的双重特性和分形特征,并考虑介质的变形,引入双重分形介质渗透率模数,建立应力敏感地层双重分形介质系统的流动方程.采用Douglas-Jones预估-校正法获得无限大地层定产量生产时变形双重分形介质模型的数值解和无限大地层定压生产时分形介质双孔模型的数值解,作出了典型的压力曲线图版.     

分形低渗透缝洞型油藏非线性渗流规律

引入分形理论,建立考虑低速非达西效应的分形三重介质缝洞型油藏数学模型,通过Laplace变换及Stehfest数值反演方法求出井底压力,借助Matlab编程绘制压力动态曲线,划分渗流阶段,分析渗流规律,进行非线性参数敏感性分析.最后结合实际算例,验证模型的正确性.结果表明：分形三重介质油藏渗流过程分为早期纯井储,过渡流,缝洞窜流,拟径向流,基质与溶洞、裂缝窜流及总体径向流6个渗流阶段;低速非达西效应对渗流的影响随时间的推移逐渐增大;启动压力梯度越大,总径向流阶段压力动态曲线上翘幅度越大;分形系数影响整个渗流过程,随着分形系数的增大,裂缝迂曲程度随之增大,致使渗流阻力增加,引起压力动态曲线整体上移幅度增大.     

LJ流体非牛顿现象的分子动力学模拟

使用非平衡分子动力学模拟方法研究了单原子LJ流体的非牛顿流变行为,并在系统中分别施加稳态Couette流场和振荡剪切流场.在Couette流场的模拟中,流体出现剪切变稀和法向应力差效应,不同剪切率下的径向分布函数反映了流体分子由于剪切所导致的微观结构变化,通过分析势能函数发现当剪切率增大时,分子间排斥作用增强,吸引作用减弱.在振荡剪切流场的模拟中,发现剪切应力和剪切率之间的相位差随频率增加而增加,随频率增加复数粘度的实部先增大再减小,虚部单调增加,导致虚部粘度相对实部粘度比例增大,弹性模量和粘性模量之比也随频率增加而增加.这三点现象表明LJ流体出现粘弹性行为,且在高频率下,弹性所占比重增大.     

考虑非牛顿引力下的快速转动混合星性质

计算和讨论了考虑非牛顿引力下的快速转动混合星结构与性质,包括质量-半径关系、Kepler转速、转动惯量、引力红移以及转动动能和引力结合能之比等.结果表明,转动将有效地增大混合星能支持的最大质量,Kepler转速下能支持的最大质量比静态时增加20%左右;转动对于考虑非牛顿引力的混合星整体结构性质(包括质量-半径关系、转动惯量、转动动能和引力结合能之比等)具有明显的影响,但对极向引力红移影响相对较小.     

地层静温预测的非牛顿流体数学模型

根据热力学参数、泥浆参数及井筒结构参数等，先选定一个地层温度梯度进行计算，得出泥浆出口温度.将此计算值与实测温度值比较，按照比较结果再修正所选的地层温度梯度.如此反复，直到得出合理的地层温度梯度.在此基础上，从热力学及流体力学等有关方程出发， 经过推演得到井壁上温度随深度变化以及地层温度分布的数学模型.由于钻井过程中泥浆、 岩石及其温度场间是相互作用、相互影响的，这为研究热 流 固耦合渗流过程的理论与应 用提供了一种新的方法. 关键词： 温度梯度 非牛顿流体 数学模型     

非对易相空间Dirac oscillator的研究

在极坐标系中研究了非对易相空间中的Dirac oscillator问题.研究显示:系统的波函数可以表示为合流超几何函数,而非对易相空间Dirac oscillator的量子行为类似于朗道问题.最后,对η=0和对易极限两种特殊情况进行了简单讨论.     

变形双重介质分形气藏非线性渗流理论模型及数值研究

以Warren-Root模型为基础,引入分形参数和压缩系数,考虑压力对具有分形特征的渗透率和孔隙度的影响,建立变形双重介质分形气藏渗流数学模型.应用高收敛和高精度的有限元法求解这类含有第二类边界条件的数学模型.利用压力曲线,压力导数,参数对压力的影响率详细分析了部分参数对压力的影响及在变形双重介质分形气藏渗流数学模型中所具有的独特意义.     

直流道PEMFC两相流数学模型

建立直流道质子交换膜燃料电池(PEMFC)三维非等温两相流数学模型,基于质子交换膜与气体之间的水分传递特征,综合考虑电渗、浓度扩散及电化学反应作用的影响,发展了膜电极水分传递的非平衡扩散模型.并自主开发程序代码对电池内复杂的多物理场耦合传递过程进行数值模拟,研究PEMFC电极内气态水、液态水分布、质子膜含水量分布和水迁移特性等,分析单电池内部的温度分布特征,并获得电池极化性能曲线.     

A Fractal Model for the Effective Thermal Conductivity of Granular Flow with Non—uniform Particles

The equipartition of energy applied in binary mixture of granular flow is extended to granular flow with non-uniform particles.Based on the fractal characteristic of granular flow with non-uniform particles as well as energy equipartition,a fractal velocity distribution function and a fractal model of effective thermal conductivity are derived.Thermal conduction resulted from motions of particles in the granular flow,as well as the effect of fractal dimension on effective thermal conductivity,is discussed.     

Simulation of Variable Viscosity and Jeffrey Fluid Model for Blood Flow Through a Tapered Artery with a Stenosis

Non-Newtonian fluid model for blood flow through a tapered artery with a stenosis and variable viscosity by modeling blood as Jeffrey fluid has been studied in this paper.The Jeffrey fluid has two parameters,the relaxation time λ1 and retardation time λ2.The governing equations are simplified using the case of mild stenosis.Perturbation method is used to solve the resulting equations.The effects of non-Newtonian nature of blood on velocity profile,temperature profile,wall shear stress,shearing stress at the stenotsis throat and impedance of the artery are discussed.The results for Newtonian fluid are obtained as special case from this model.     

有限雷诺数情况下微槽道可压缩流动滑移流模型稳定性的数值模似

通过对微槽道一阶滑移流模型稳定性的理论研究，发现在不可压缩流和雷诺数趋于零的情况下，当Knudsen数Kn大于1／9时，会出现不稳定现象．这一理论结论在可压缩流和有限雷诺数情况下是否成立，尚不清楚，采用成熟的计算方法，用数值计算来研究可压缩流和有限雷诺数情况下一阶滑移流模型的稳定性，发现随着雷诺数的减小，不稳定的临界Knudsen数也不断减小，逐渐趋近于在不可压缩流和雷诺数趋于零的情况下得到的理论分析结果。