多孔介质可混溶流动问题的混合元与区域分裂特征差分格式

1 引 言 用区域分裂方法求微分方程的数值解,是近年来计算数学领域的—个新方法。这种方法通过分裂区域来减少所处理问题的规模,并实现并行计算,因此,特别适用于大范围的工程技术问题和数学物理问题。本文用这种方法处理平面可混溶不可压缩流动问题其中J=[0.T].u为Darcy速度,p为压力,c为浓度,k为渗透率,μ（c)为流体粘性,c为注入井给定浓度,q为外界源汇项,q~+=max{q,0}.φ为孔隙度。D为扩散矩阵,本文D与u无关。即仅考虑分子扩散,边条件可取为第一或第二类边条件。本文考虑第一类初边值问题     

多孔介质中可压可混溶驱动问题的算子分裂Galerkin方法

且引言本文考虑多孔介质中两相可压可混溶驱动模型．假设区域A为R’中的有界区域．设出表示混合流体第j个分量的浓度,j一1,2．假定密度A一A（户）仅依赖于压力冲。;为对应予第／个分量的压缩系数．足（丢）为岩石的渗透率,P（C）一P（C;,C。）为流体的粘度．吵主）表示岩石的孔限度．设C＝CI。l一CZ则可压可混溶驱动问题的数学模型可描述为“‘：这里我们只考虑分子扩散情形,即D二9（z）dml（d,。为分子扩散常数,I为2X2或3X3单位矩阵）．弥散情形将在文110」中讨论．假定没有流体越过边界：（＊（D＊。c－c…·。二o譬EJ…     

可压缩两相驱动问题的分数步长特征差分格式

对可压缩二相渗流驱动问题提出分数步长特征差分格式 ,利用变分形式、能量方法、粗细网格配套、双二次插值、差分算子乘积交替性、高阶差分算子的分解、先验估计的理论和技巧 ,得到最佳阶l² 误差估计 .该方法已成功应用到油资源评估和强化采油数值模拟的生产实际中     

三维两相渗流驱动问题迎风区域分裂显隐差分法

对三维两相渗流驱动问题提出了两种迎风区域分裂显隐差分格式．压力方程采用了七点差分格式,为了能达到实际并行计算的要求,对饱和度方程采用了迎风区域分裂差分法,内边界处和各子区域分别对应显隐格式．得到了离散l2模收敛性分析,最后给出数值试验,支撑了理论分析结果．     

可压缩两相驱动问题的迎风差分格式及其理论分析

对石油渗流中的可压缩两相渗流驱动问题，提出新的二阶迎风差分格式，利用变分形式，能量方法、微分方程先验估计的理论和技巧，得到最佳阶ι^2误差估计，该方法已应用到海水入侵、防治和油资源评估的数值模拟中。     

多孔介质驱动问题的混合元最小二乘特征有限元方法及其收敛分析

１．引言多孔介质二相驱动问题的数学模型是偶合的非线性偏微分方程组的初边值问题．该问题可转化为压力方程和浓度方程［１－４］．浓度方程一般是对流占优的对流扩散方程,它的对流速度依赖于比浓度方程的扩散系数大得多的Ｆａｒｃｙ速度．因此Ｄａｒｃｙ速度的求解精度直接影响着浓度的求解精度．为了提高速度的求解精度,７０年代Ｐ．Ａ．Ｒａｖｉａｔ和Ｊ．Ｍ．Ｔｈｏｍａｓ提出混合有限元方法［５］．Ｊ．ＤｏｕｇｌａｓＪｒ,Ｔ．Ｆ．Ｒｕｓｓｅｌｌ,Ｒ．Ｅ．Ｅｗｉｎｇ,Ｍ．Ｆ．Ｗｈｅｅｌｅｒ［１］－［４］,［９］,［１２］袁…     

扩散系数为矩阵形式的两相混溶驱动问题的修正迎风差分格式

1　引　　言油藏数值模拟对油田开发意义重大 .两相不可压缩混溶驱动问题 ,其数学模型是一组非线性偏微分方程 ,其中的压力方程是一椭圆型方程 ,饱和度方程是一对流扩散方程 .由于对流为主的扩散方程具有双曲特性 ,中心差分格式虽关于空间步长具有二阶精度 ,但会产生数值弥散和非物理力学特性的数值振荡 ,使数值模拟失真 .特征方法与标准的有限差分方法结合起来可以较好地反映出对流扩散方程的一阶双曲特性 ,从而减少误差 ,提高计算精度[1 ] .在周期性假定下 ,美国数学家 Jim Douglas,Jr教授分别对压力方程采用混合元格式[2 ] 和五点差分…     

粘性流体两相多孔介质非线性动力问题的罚有限元法

采用基于混合物理论的多孔介质模型,给出粘性流体饱和两相多孔介质非线性动力问题的控制场方程以及相应边值和初值问题的提法,用Galerkin加权残值法导出罚有限元公式,并给出该非线性方程组的迭代求解方法。考虑了体积分数和渗透率与变形相关的情况。用编制的有限元程序计算分析了一维多孔柱体在脉冲载荷作用下的瞬态响应,数值结果表明文中方法正确有效。     

多孔介质中两相驱离的格子Boltzmann模型新研究

利用粒子之间相互作用,即同种物质粒子相互吸引,异种物质粒子相互排斥这一物理化的原理研究并提出了一个新型的模拟多孔介质中二相驱离的格子玻耳兹曼模型,结果表明它能有效地模拟多孔介质中的二相驱离问题,且节省机时,分界面上涨落也小,不必采取任何平均措施.     

多孔介质中可压缩可混溶驱动问题的特征—有限元方法

在有界区域上多孔介质中可压缩可混溶的油、水两相驱动问题是由非线性偏微分方程组的初、边值问题所决定.Douglas和Roberts曾提出其数学模型并研究了半离散化方法.本文对压力方程采用有限元和混合元两种方法.对饱和度方程采用特征—有限元方法.此方法的截断误差较标准有限元小的多,随之饱和度的计算更加精确.且可用     

多孔介质中两相不可压混溶驱替的差分流线扩散法及其误差分析

多孔介质中两相不可压混熔驱替问题可描述为椭圆和抛物耦合的非线性偏微分方程组，对椭圆方程采用混合元方法，而对抛物方程采用差分流线扩散法，本文构造了求解该问题的差分流线扩散-混合元格式，最后，给出所构造格式按L^∞(L^2）模的拟最优误差阶估计。     

可压可溶两相驱动问题的迎风混合元方法

研究迎风混合元方法求解多孔介质中含弥散的可压缩可混溶两相渗流驱动问题, 利用变分形式和先验估计的理论技巧,得到饱和度近似的L²模和压力近似的H¹模最优阶误差估计,数值实验证实该方法在克服数值扩散和非物理振荡方面是很有效的.     

两相可混溶驱动问题中近似压力方程的一种新方法

1　介　　绍ΩR2为凸多边形区域,Ω上的两相可混溶驱动问题可由以下微分方程系统来描述a)-.[a(x,c)(p-r(c)]=.u=q,b)φ(x)ct+u.c-(Dc)=(c-c)q=g(c),(1.1)其中a(x,c)=-k(x)μ(c),k(x)为介质的渗透率,μ(c)为流体的粘度,p为流体的压力,φ(x)为介质的孔隙度,c为一相流体的体积浓度,q为外部流体的体积流速,且满足相容性条件∫Ωqdx=0.D是2×2阶矩阵,D=φ(x)[dmI+|u|(dlE(u)+dtE⊥(u))],E(u)=(uiuj/|u|2)2×2,dm为分子扩散系数,dl,dt分别为横向、纵向弥散系数.系统的边界条件、初始条件:n为边界单位外法向a)u.n=0,(x,t)∈Ω×Jb)2i,j=1Dij(…     

多孔介质中可压缩可混溶驱动问题的Potempa混合元方法

Potempa-mixed finite element methods are considered in this paper for computing the compressible miscible displacement in porous media. The concentration equation is treated by Potempa‘s scheme,while the pressure equation is treated by a mixed finite element procedure. A H^1 error estimate for concentration with L2 for velocity is derived.The methods can provide the mass conservation and possesses minimal grid orientation.     

含有溶质的流体在两层多孔介质中的渗流问题

本文讨论含有溶质的流体在两层多孔介质中的渗流问题，即（θ（x，U）t=（K（x，U）Ux-K（x，U））x，（x，t）∈GT，（θ（x，U）V（x，t）t=（DθVx）x-（V（KUx-K））x，（x，t）∈GT，U（x，0）=U0（x），V（x，0）=V0（x），0≤x≤2，U（0，t）-h0（t），U（2，t）=h2（t），0≤t≤T，V（0，t）=g0（t），V（2，t）=g2（t），0≤t≤T。其中θ（x,U)=θ1(x,U)，当（x,t)∈D1=｛0≤x≤1,0≤t≤T｝；θ（x,U)=θ2(x,U)当（x,t）∈D2＋1｛1＜x≤2，0≤t≤T｝。K（x,U)=K1(x,U)当（x,t)∈D1;K(x,U)=K2(x,U)，当(x,t)∈D2。θi，Ki分别是Di上的介质含水率及水力传导率，V是溶质的浓度，此外还要求U，V，K（x,U)(Ux-1)及DθVx V(KUx-K)在x=1连续。     

多孔介质中两相不可压缩可混溶驱动问题的动态混合元方法及其特征修正格式

许多依赖时间的问题涉及到局部化现象,如突出的前沿位置、激波、边界层等, 其位置随时间而变动.多孔介质中两相不可压缩可混溶驱动问题是一典型的、有代表性 的"局部化现象"问题,其数学模型为耦合非线性偏微分方程组的初边值问题.为减轻数 值解在局部前沿位置的数值振荡,提高解的精确性,本文给出了该问题的动态混合元格 式和沿特征线修正的动态混合元格式,证明了其收敛性,并给出了误差估计.     

三维多组分可压缩驱动问题的分数步特征差分方法

本文提出三维多组分驱动问题的分数步长特征差分格式,并应用变分形式,能量方法,粗细网格配套,叁二次插值,高阶差分算子的分解和乘积交换性理论和技巧,得到最佳阶L^2误差估计,该方法已成功应用到油资源评估,强化采油数值模拟和海水入侵预测和防治的数值模拟中。