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文檔簡介
1、在研究多孔介質中,非飽和帶中流體系統(tǒng)的研究在科學和工程研究領域中占著重要的地位,尤其在地下水動力學中,非飽和帶更是具有舉足輕重的作用,它是聯(lián)系地表和地下水系統(tǒng)的紐帶.隨著非飽和研究的不斷深入,非飽和滲流也從簡單的單相流開始發(fā)展到復雜的兩相滲流到多相滲流.特別是在巖土工程和水利工程中研究降雨入滲下飽和非飽和水氣兩相滲流具有重要意義.本文借助于油氣藏領域研究比較完善的水氣兩相滲流理論和實驗成果,推導了水氣兩相滲流的一般微分方程.詳細介紹了水
2、氣兩相滲流的數(shù)學公式及其求解方法.在以往常用的求解方法是IMPES方法(即隱式求解壓力,顯示求解飽和度),該方法收斂速度慢,不適合復雜的數(shù)值模擬計算.隨著計算機速度的不斷發(fā)展,該方法越來越顯的力不從心.本文采用了一種收斂速度快,計算精度高的用于求解水氣兩相滲流耦合模型的方法-全隱式聯(lián)立求解方法(即壓力和飽和度全部是隱式求出的),該方法克服了IMPES求解方法的數(shù)值彌散問題,實現(xiàn)了模型求解的無條件穩(wěn)定.本文上述理論及充分研究降雨入滲機理的
3、基礎上,主要從模型的建立、方法的創(chuàng)新等方面對降雨入滲下飽和-非飽和水氣兩相滲流作了深入的探討.詳細推導了降雨入滲下的飽和-非飽和水氣兩相滲流耦合數(shù)學模型,并對該模型采用了有限差分和全隱式聯(lián)立求解方法進行了求解.從算例結果可以看出,采用水氣兩相滲流研究降雨入滲飽和-非飽和滲流更能反映非飽和土體滲流場的變化和入滲機理.在上述水氣兩相滲流的數(shù)學模型基礎上,結合煤層氣產(chǎn)出運移原理,建立了煤層氣運移產(chǎn)出的兩相滲流數(shù)學模型.并將該模型用于沁水盆地實
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