具体描述
好的，这里是一份关于《多孔介质中流动渗透理论》的图书简介，内容涵盖了该领域的关键概念、方法和应用，旨在详细阐述该主题，同时避免提及您提供的书名。 多孔介质中流动与渗透的动力学：理论、模型与应用 图书简介 本专著深入探讨了多孔介质中流体动力学和传输现象的基础理论与前沿进展。多孔介质系统，作为自然界和工程领域中普遍存在的复杂结构，其行为的精确描述对于能源开发、环境保护、生物医学工程以及材料科学等多个领域至关重要。本书旨在系统性地构建一个从微观结构到宏观性能的理论框架，为研究人员、工程师和高级学生提供一套全面的工具和视角。 第一部分：多孔介质的结构与基础描述 本书的基石在于对多孔介质复杂几何结构的精确量化。我们首先回顾了多孔介质的基本定义，包括孔隙度（Porosity）、比表面积（Specific Surface Area）和孔隙连通性（Pore Connectivity）。不同于均匀介质，多孔介质的非均质性和随机性是其流动机理复杂性的根源。 微观结构表征： 书中详细阐述了先进的成像技术，如X射线计算机断层扫描（CT Scan）和聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM），如何用于重建和分析孔隙网络结构。我们重点介绍了描述孔隙空间拓扑结构的参数，包括孔径分布（Pore Size Distribution）和孔喉尺寸（Throat Size），这些参数直接影响流体的传输速率和截留效应。 宏观平均化技术： 针对微观尺度的复杂性，本书引入了平均化理论（Averaging Techniques），特别是体积平均（Volume Averaging）和空间统计方法。通过这些方法，我们将描述微观流动的纳维-斯托克斯方程转化为适用于宏观尺度的连续介质方程，为后续的工程应用奠定基础。 第二部分：不可压缩牛顿流体的宏观传输模型 在宏观尺度上，流体在多孔介质中的运动通常由一系列经验或半经验模型来描述。本书对这些经典模型的推导、适用范围及局限性进行了详尽的分析。 达西定律的深度剖析： 作为描述低速流动的基础，达西定律（Darcy’s Law）被置于核心地位。我们不仅讨论了其线性形式，还深入探讨了修正形式，包括考虑入口效应、非线性阻力项（如Forchheimer项），以及在边界层影响显著情况下的适用性。对渗透率（Permeability）的物理意义及其各向异性（Anisotropy）的讨论占据了重要篇幅，结合了实验测量和理论预测。 流体动力学方程的构建： 基于质量守恒和动量守恒原理，本书推导了描述单相不可压缩牛顿流体在多孔介质中稳态和瞬态流动的控制方程。这包括对流扩散方程的建立，特别关注了扩散项和对流项的相对重要性在不同流动阶段的演变。 第三部分：复杂流动现象与多相流 现实中的多孔介质系统往往涉及多种流体共存（如油、水、气）或流体属性的非理想性。本书将重点拓展到这些更具挑战性的流动情景。 多相流理论： 针对两相或多相流动，我们引入了布莱肯-麦克斯韦模型（Buckley-Leverett Model）和相对渗透率（Relative Permeability）的概念。详细分析了毛细管压力（Capillary Pressure）在驱动多相界面移动中的关键作用，并讨论了毛细管滞后和润湿性（Wettability）对流动行为的影响。章节内容涵盖了诸如油田开发中的驱替过程模拟、地下水污染羽流迁移等典型应用。 非牛顿流体与高速流动： 对于粘塑性流体（如钻井泥浆或生物体液）以及高速（高雷诺数）流动，牛顿流体假设不再成立。本书探讨了如何将Herschel-Bulkley模型等引入到多孔介质框架中，并讨论了惯性效应在孔隙尺度上的体现以及如何修正宏观达西定律以纳入动能损失项。 第四部分：传输与反应耦合过程 在许多环境和工程应用中，物质的传输（对流、扩散）与化学反应或物理相变是不可分割的。 溶质传输： 本部分着重于描述溶质在多孔介质中的迁移。这包括对对流-弥散方程（Advection-Dispersion Equation）的全面分析，区分了分子扩散、对流离散和非均匀孔隙结构引起的机械弥散（Mechanical Dispersion）。通过概率密度函数方法和随机游走模型，我们展示了如何处理复杂介质中的非经典传输行为，如长尾分布效应。 热传输与多物理场耦合： 考虑了热量在多孔介质中的传导、对流和相变（如冻融）。特别讨论了在热驱动下的流体流动（如自然对流），以及在耦合体系中如何处理渗透率和粘度随温度变化的非线性反馈机制。 第五部分：数值模拟方法与实践 理论模型往往需要借助强大的数值工具来实现工程预测。本书系统性地介绍了用于解决上述方程组的主流数值方法。 有限体积法（FVM）与有限元法（FEM）： 详细介绍了如何将达西定律、质量守恒和多相流方程离散化。对于复杂边界条件和非结构化网格的处理，本书提供了具体的算法步骤和稳定性分析。特别强调了在处理渗流问题中，如何保证质量守恒和界面追踪的精度。 网格生成与自适应技术： 讨论了如何根据介质的异质性（如断层、裂隙）构建合适的计算域网格，并介绍了自适应网格加密（Adaptive Mesh Refinement）技术在捕捉污染物羽流前缘或高梯度区域中的应用。 总结与展望 本书的最终目标是提供一个跨越基础物理学原理、宏观连续介质理论和先进数值模拟技术的综合性资源。通过对这些核心概念的深入探讨，读者将能够： 1. 准确识别和量化多孔介质的结构特性。 2. 选择并应用恰当的流动机理模型来描述单相、多相或非牛顿流体的流动。 3. 理解和模拟传输与反应耦合现象的复杂性。 4. 掌握将理论模型转化为可靠数值模拟结果的工程实践能力。 本书不仅为科研人员提供了深入理解渗透理论的坚实基础，也为地质工程、水利、石油工程、环境修复和生物工程等领域的实践者提供了解决实际问题的关键工具。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有