具体描述
《高等渗流力学(第2版)》是著者多年来在为力学和相关号业以及石油工程专业研究生讲授“高等渗流力学”课程的基础上编辑而成的。内容共分13章。第1、2章介绍渗流力学的基本概念、基本方程和稳态渗流。第3～5章讲述单相液体渗流在不同边界条件和初始条件下的各种解法，包括格林函数法、积分变换法和拉普拉斯变换方法。第6～9章分别阐述气体渗流、两种流体界面运动和多相渗流、双重介质中的渗流、非牛顿流体和非达西渗流，其中包括水平井问题、水驱油和注蒸汽采油的数值计算问题、煤层甲烷气渗流等。第10、11章研究非线性科学在渗流中的应用，包括多孔介质中的对流及其分叉和分形介质中的渗流。最后两章讨论热流固耦合和数值试井问题，涉及组分模型和黑油模型。书中对渗流问题的物理描述清晰，数学推导严谨。
《高等渗流力学(第2版)》可供油气水开发、环境、地质、化工等诸多领域的教师和研究、工程技术及研究人员参考。
好的，这是一本名为《高等渗流力学-第2版》的图书的简介，内容详尽，不包含任何与该书内容相关的信息： --- 《材料科学前沿与应用：微观结构与宏观性能的耦合机制》 图书简介 本书深入探讨了现代材料科学领域中一个至关重要的议题：材料的微观结构如何精确地调控其宏观性能，以及在复杂环境条件下，这种耦合机制如何演变。作为一本面向高年级本科生、研究生以及材料研发专业人员的权威参考书，本书系统地梳理了从原子尺度到工程尺度的多尺度建模方法，并结合前沿的实验表征技术，为理解和设计高性能新材料提供了坚实的理论基础和实用的操作指导。 第一部分：结构与性能的相互作用 本书开篇着重于建立材料结构与性能之间的基本联系。首先，详细介绍了晶体缺陷理论，包括位错、层错、孪晶界以及点缺陷的形成机制及其对材料塑性、硬度和蠕变行为的影响。不同于传统的材料力学描述，本书强调缺陷在材料变形和断裂过程中的动态演化，特别是位错的源发、攀移和交割对疲劳寿命的决定性作用。 随后，内容转向非晶态材料和复合材料的微观结构分析。对于玻璃和高分子材料，重点阐述了自由体积理论、链段运动动力学以及结构松弛过程对粘弹性行为的影响。在复合材料部分，本书剖析了界面作用力在传递载荷和控制裂纹扩展中的关键角色。通过引入界面能、表面张力及界面应力场分析，读者可以深入理解纤维增强复合材料和颗粒增强复合材料在不同温度和载荷条件下的力学响应差异。 第二部分：多尺度建模与计算模拟 现代材料科学的发展离不开先进的计算工具。本书专门辟出一章来系统介绍用于描述材料行为的多尺度模拟方法。 在原子尺度上，详述了第一性原理计算（DFT）在预测材料电子结构、结合能和本征缺陷形成能方面的应用。同时，深入讲解了分子动力学（MD）模拟在模拟高温行为、扩散过程以及原子尺度的塑性形核方面的优势与局限性。本书特别关注如何构建准确的势函数来描述复杂体系的相互作用。 进入介观尺度，本书重点介绍了相场法（Phase-Field Method）在模拟材料微观结构演化，如晶粒长大、相分离和多相区界面动力学方面的强大能力。通过具体的案例分析，如奥氏体/铁素体相变过程中的形貌演化，展示了相场法在连接微观机制与宏观性能之间的桥梁作用。 此外，本书还涵盖了晶格动力学和有限元方法（FEM）在介观到宏观尺度上的应用。对于宏观性能预测，本书强调了如何通过均匀化方法（Homogenization Techniques）将介观尺度的不均匀性有效地映射到工程力学模型中，从而实现对复杂结构材料性能的精确预测。 第三部分：极端条件下的材料响应 随着工程应用向更苛刻的环境发展，理解材料在非标准条件下的行为变得日益重要。本书第三部分聚焦于高低温环境、高应变率加载以及辐射损伤对材料性能的影响。 在高应变率加载方面，本书详细分析了冲击波的传播、动态拉伸试验（如霍普金森杆试验）的理论基础，以及材料在超高速变形下的本构关系（如Johnson-Cook模型及其修正）。对于高温环境，则重点讨论了扩散、蠕变、超塑性以及热力学不稳定性，并引入了应变梯度理论来描述高温下材料的非局部效应。 在辐射损伤方面，本书系统梳理了离子辐照和中子辐照导致的原子位移损伤（dpa）如何诱发空位、间隙原子团簇的形成，以及这些缺陷如何影响材料的硬化、脆化和抗辐照蠕变行为。这一部分结合了辐射损伤的理论计算和辐照后性能测试的实验结果，提供了全面的视角。 第四部分：先进功能材料的结构设计 本书的最后一部分将理论和模拟工具应用于前沿功能材料的设计与开发。内容涵盖了磁性材料的畴结构控制、压电/铁电材料中的电畴耦合行为，以及能量存储材料（如锂离子电池电极材料）的界面副反应和体积效应研究。 特别地，在纳米结构材料的设计方面，本书探讨了尺寸效应（Size Effects）的机理，例如纳米晶粒对 Hall-Petch 关系的偏离、表面自由能对材料稳定性的影响等。通过案例研究，读者将学习如何利用微观结构设计来优化特定功能（如催化活性、电荷输运效率）的实现。 结语 《材料科学前沿与应用：微观结构与宏观性能的耦合机制》力求在理论深度和工程实用性之间取得平衡。全书配有大量的图示、实验数据与模拟结果对比，旨在帮助读者建立起跨越不同尺度的材料思维框架，为未来的材料创新和工程应用提供必要的知识支撑。本书的深度和广度，使其成为材料科学研究者和工程师的必备参考书。 ---
作者简介
孔祥言，男，1932年3月生，合肥人。教授（博士生导师）。1956年毕业于北京大学力学专业。曾任中国科学院力学研究所研究实习员，中国空间技术研究院卫星总体设计室（第一）副主任。现任中国科学技术大学石油天然气研究中心副主任。兼中国力学学会渗流力学专业组成员，中国物理气体动力学专业委员会委员。
目录信息
总序
第2版前言
前言
0 绪论
0.1 渗流力学研究的内容及其重要意义
0.1.1 地下渗流
0.1.2 工程渗流
0.1.3 生物渗流
0.2 20世纪渗流力学的发展和研究近况
0.2.1 物理化学渗流
0.2.2 非等温渗流
0.2.3 非牛顿流体渗流
0.3 对21世纪前期渗流力学理论与应用研究的展望
0.3.1 理论、实验和方法研究
0.3.2 应用研究
1 基本概念和基本方程
1.1 引言
1.1.1 渗流和渗流力学
1.1.2 多孔介质
1.1.3 储油层和含水层
1.1.4 油藏中驱油方式·二次和三次采油
1.2 流体的性质
1.2.1 石油流体的组分和相态变化
1.2.2 流体的密度和重率
1.2.3 流体的黏度·溶解油气比
1.2.4 流体的压缩系数和热膨胀系数·状态方程
1.2.5 原油的地层体积系数
1.3 多孔介质的性质
1.3.1 多孔介质的孔隙度
1.3.2 比面、迂曲度和渗透率
1.3.3 多孔介质的压缩系数·状态方程
1.4 几个运动学问题
1.4.1 渗流速度·Dupuit-Forchheimer关系式
1.4.2 描述流体运动的欧拉观点和拉格朗日观点
1.4.3 物理量的物质导数与当地导数
1.4.4 源和汇
1.5 运动方程
1.5.1 Darcy定律·渗透率
1.5.2 Darcy定律对于流体速度和密度的适用范围
1.5.3 Darcy定律的推广
1.5.4 Darcy定律的推导
1.6 连续性方程
1.6.1 单相流体渗流的连续性方程
1.6.2 油、水两相不溶混渗流的连续性方程
1.6.3 油、气、水三相渗流的连续性方程
1.7 能量方程
1.7.1 热力学和传热学基础
1.7.2 非等温渗流能量方程的一般论述
1.7.3 单相流体非等温渗流的能量方程
1.7.4 油、气、水三相非等温渗流的能量方程
1.8 物性方程
1.8.1 状态方程
1.8.2 本构方程
1.9 单相液体等温渗流偏微分方程及其定解条件
1.9.1 渗流偏微分方程
1.9.2 边界条件和初始条件
1.9.3 偏微分方程的基本概念及其定解问题
2 单相液体的稳态渗流
2.1 几种一维流动和二维流动
2.1.1 平面平行流
2.1.2 平面径向流
2.1.3 球形向心流
2.1.4 边界上压力分布与角度有关的流动
2.2 复变函数理论在单相液体平面稳态渗流中的应用
2.2.1 一般分析
2.2.2 用复变函数法求解某些简单流动
2.2.3 用叠加方法求解
2.2.4 用镜像法求解
2.2.5 用保角变换法求解
2.3 小井群问题
2.3.1 双井和四口井
2.3.2 五口井和九口井
2.3.3 圆周上井排
2.3.4 无限长直线供给边界附近小井群
2.4 无限井排
2.4.1 无限大地层中单一井排
2.4.2 直线供给边线附近一平行井排
2.4.3 直线供给边线附近双井排·遮挡效应
2.5 注水井网·有效传导率
2.5.1 引言
2.5.2 对正排列的注水井网
2.5.3 五点式井网和交错排列井网
2.5.4 七点式井网
2.5.5 注水井网的电比拟试验
2.6 水驱效率
2.6.1 对正排列井网直线驱的水驱效率
2.6.2 交错排列井网直线驱的水驱效率
2.6.3 五点式井网的水驱效率
2.6.4 七点式井网的水驱效率
2.6.5 注水井网的一般讨论
3 分离变量法和积分变换法
3.1 分离变量法一般论述
3.1.1 基本概念
3.1.2 Sturm-Liouville问题的正交性
3.1.3 解的表达式
3.2 直角坐标系中的分离变量
3.2.1 变量的分离
3.2.2 有限区域的一维流动
3.2.3 半无限区域的一维流动
3.2.4 多维无源汇非稳态渗流
3.2.5 多维有源汇非稳态渗流
3.3 圆柱坐标系中的分离变量
3.3.1 变量的分离
3.3.2 贝塞尔方程的特征值问题
3.3.3 平面径向流
3.3.4 柱坐标系中二维渗流
3.4 球坐标系中的分离变量
3.4.1 变量的分离
3.4.2 勒让德方程和勒让德函数
3.4.3 整个球形区域的球对称流动
3.4.4 空心球形区域的球对称流动
3.5 积分变换法一般论述
3.5.1 积分变换对的构造
3.5.2 方程和初始条件的变换结果
3.5.3 方程的解
3.5.4 吉布斯现象
3.5.5 积分变换法的求解步骤
3.6 直角坐标系中的积分变换
3.6.1 有限区域的一维流动
3.6.2 有限区域流动解的分解方法
……
4 源函数、格林函数的应用
4.1 瞬时点源和玻耳兹曼变换
4.2 变强度持续点源
4.3 无限大地层中源汇分布
4.4 有直线边界地层中源汇分布
4.5 Newman乘积法与多维瞬时源函数·格林函数
4.6 常规试井分析
4.7 图版拟合试井解释方法
4.8 解一般渗流方程的格林函数法
4.9 格林函数法的应用
5 拉普拉斯变换法
5.1 拉普拉斯变换及其性质
5.2 拉普拉斯变换的解析反演
5.3 拉普拉斯变换的数值反演
5.4 圆形有界地层中心一口直井
5.5 同心圆复合油藏
5.6 无限大地层
5.7 Duhamel定理
6 气体的渗流理论
6.1 天然气的物理特性
6.2 气体渗流方程
6.3 气体稳态渗流
6.4 铅直气井非稳态渗流
6.5 水平井气体渗流
6.6 气井的产能试井
6.7 气井的压力降落和压力恢复试井
7 两种流体界面的运动理论和多相渗流
7.1 多相渗流的基本知识
7.2 有动界面的不可压缩流体流动
7.3 有动界面的可压缩流体流动
7.4 油水两相渗流
7.5 油气两相和油气水三相渗流
7.6 相似理论和水驱油的物理模拟
7.7 注蒸汽采油的数值模拟
8 双重和分形介质中的渗流
9 非牛顿流体渗流和非Darcy渗流
10 多孔介质中的对流
习题
附录
主题索引
参考文献
· · · · · · (收起)
第2版前言
前言
0 绪论
0.1 渗流力学研究的内容及其重要意义
0.1.1 地下渗流
0.1.2 工程渗流
0.1.3 生物渗流
0.2 20世纪渗流力学的发展和研究近况
0.2.1 物理化学渗流
0.2.2 非等温渗流
0.2.3 非牛顿流体渗流
0.3 对21世纪前期渗流力学理论与应用研究的展望
0.3.1 理论、实验和方法研究
0.3.2 应用研究
1 基本概念和基本方程
1.1 引言
1.1.1 渗流和渗流力学
1.1.2 多孔介质
1.1.3 储油层和含水层
1.1.4 油藏中驱油方式·二次和三次采油
1.2 流体的性质
1.2.1 石油流体的组分和相态变化
1.2.2 流体的密度和重率
1.2.3 流体的黏度·溶解油气比
1.2.4 流体的压缩系数和热膨胀系数·状态方程
1.2.5 原油的地层体积系数
1.3 多孔介质的性质
1.3.1 多孔介质的孔隙度
1.3.2 比面、迂曲度和渗透率
1.3.3 多孔介质的压缩系数·状态方程
1.4 几个运动学问题
1.4.1 渗流速度·Dupuit-Forchheimer关系式
1.4.2 描述流体运动的欧拉观点和拉格朗日观点
1.4.3 物理量的物质导数与当地导数
1.4.4 源和汇
1.5 运动方程
1.5.1 Darcy定律·渗透率
1.5.2 Darcy定律对于流体速度和密度的适用范围
1.5.3 Darcy定律的推广
1.5.4 Darcy定律的推导
1.6 连续性方程
1.6.1 单相流体渗流的连续性方程
1.6.2 油、水两相不溶混渗流的连续性方程
1.6.3 油、气、水三相渗流的连续性方程
1.7 能量方程
1.7.1 热力学和传热学基础
1.7.2 非等温渗流能量方程的一般论述
1.7.3 单相流体非等温渗流的能量方程
1.7.4 油、气、水三相非等温渗流的能量方程
1.8 物性方程
1.8.1 状态方程
1.8.2 本构方程
1.9 单相液体等温渗流偏微分方程及其定解条件
1.9.1 渗流偏微分方程
1.9.2 边界条件和初始条件
1.9.3 偏微分方程的基本概念及其定解问题
2 单相液体的稳态渗流
2.1 几种一维流动和二维流动
2.1.1 平面平行流
2.1.2 平面径向流
2.1.3 球形向心流
2.1.4 边界上压力分布与角度有关的流动
2.2 复变函数理论在单相液体平面稳态渗流中的应用
2.2.1 一般分析
2.2.2 用复变函数法求解某些简单流动
2.2.3 用叠加方法求解
2.2.4 用镜像法求解
2.2.5 用保角变换法求解
2.3 小井群问题
2.3.1 双井和四口井
2.3.2 五口井和九口井
2.3.3 圆周上井排
2.3.4 无限长直线供给边界附近小井群
2.4 无限井排
2.4.1 无限大地层中单一井排
2.4.2 直线供给边线附近一平行井排
2.4.3 直线供给边线附近双井排·遮挡效应
2.5 注水井网·有效传导率
2.5.1 引言
2.5.2 对正排列的注水井网
2.5.3 五点式井网和交错排列井网
2.5.4 七点式井网
2.5.5 注水井网的电比拟试验
2.6 水驱效率
2.6.1 对正排列井网直线驱的水驱效率
2.6.2 交错排列井网直线驱的水驱效率
2.6.3 五点式井网的水驱效率
2.6.4 七点式井网的水驱效率
2.6.5 注水井网的一般讨论
3 分离变量法和积分变换法
3.1 分离变量法一般论述
3.1.1 基本概念
3.1.2 Sturm-Liouville问题的正交性
3.1.3 解的表达式
3.2 直角坐标系中的分离变量
3.2.1 变量的分离
3.2.2 有限区域的一维流动
3.2.3 半无限区域的一维流动
3.2.4 多维无源汇非稳态渗流
3.2.5 多维有源汇非稳态渗流
3.3 圆柱坐标系中的分离变量
3.3.1 变量的分离
3.3.2 贝塞尔方程的特征值问题
3.3.3 平面径向流
3.3.4 柱坐标系中二维渗流
3.4 球坐标系中的分离变量
3.4.1 变量的分离
3.4.2 勒让德方程和勒让德函数
3.4.3 整个球形区域的球对称流动
3.4.4 空心球形区域的球对称流动
3.5 积分变换法一般论述
3.5.1 积分变换对的构造
3.5.2 方程和初始条件的变换结果
3.5.3 方程的解
3.5.4 吉布斯现象
3.5.5 积分变换法的求解步骤
3.6 直角坐标系中的积分变换
3.6.1 有限区域的一维流动
3.6.2 有限区域流动解的分解方法
……
4 源函数、格林函数的应用
4.1 瞬时点源和玻耳兹曼变换
4.2 变强度持续点源
4.3 无限大地层中源汇分布
4.4 有直线边界地层中源汇分布
4.5 Newman乘积法与多维瞬时源函数·格林函数
4.6 常规试井分析
4.7 图版拟合试井解释方法
4.8 解一般渗流方程的格林函数法
4.9 格林函数法的应用
5 拉普拉斯变换法
5.1 拉普拉斯变换及其性质
5.2 拉普拉斯变换的解析反演
5.3 拉普拉斯变换的数值反演
5.4 圆形有界地层中心一口直井
5.5 同心圆复合油藏
5.6 无限大地层
5.7 Duhamel定理
6 气体的渗流理论
6.1 天然气的物理特性
6.2 气体渗流方程
6.3 气体稳态渗流
6.4 铅直气井非稳态渗流
6.5 水平井气体渗流
6.6 气井的产能试井
6.7 气井的压力降落和压力恢复试井
7 两种流体界面的运动理论和多相渗流
7.1 多相渗流的基本知识
7.2 有动界面的不可压缩流体流动
7.3 有动界面的可压缩流体流动
7.4 油水两相渗流
7.5 油气两相和油气水三相渗流
7.6 相似理论和水驱油的物理模拟
7.7 注蒸汽采油的数值模拟
8 双重和分形介质中的渗流
9 非牛顿流体渗流和非Darcy渗流
10 多孔介质中的对流
习题
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