一、采用非规则区域有限分析5点格式计算均质渗流（论文文献综述）
曹孟涛[1]（2021）在《高温下砂质泥岩物理力学特性的各向异性演化规律及其应用》文中进行了进一步梳理油页岩是一种潜在的能源,未来可作为石油和天然气的补充和替代能源。本文主要围绕原位注热开采油页岩过程中砂质泥岩盖层的稳定性展开研究,考虑砂质泥岩的物理力学性质具有显着各向异性,利用热膨胀仪、导热测定仪、低渗岩石渗透率测量装置、高温三轴岩石渗透率测量设备以及高温岩石压力机等设备,研究高温作用下各向异性砂质泥岩的热膨胀系数、导热系数、渗透率和力学参数（弹性模量E、抗压强度σp、抗拉强度σt、内聚力c和摩擦角φ等）随温度的变化规律,探讨高温三轴应力作用下各向异性砂质泥岩在全应力-应变过程中的渗透率演化规律,并通过XRD和TG测试等微观手段分析高温的作用下砂质泥岩矿物结构和成分的变化规律,最后,基于横观各向同性模型,并考虑岩石热物理（热膨胀系数和导热系数）性质和渗透性质的各向异性,建立流-固-热耦合作用的数学模型并给出有限元解法,并以油页岩原位注热开采为工程背景,模拟注热过程中砂质泥岩盖层的温度场、位移场、渗流场以及物理参数的时空演化规律,以期为油页岩原位注热开采工程盖层的稳定性研究提供理论支撑。本文得到的主要结论如下:（1）砂质泥岩的热膨胀系数和导热系数受温度的作用很明显,且表现出很强的各向异性。砂质泥岩在平行、垂直层理方向的导热系数都随着温度升高而降低,但平行层理方向的导热系数始终大于垂直层理的导热系数,二者的比值维持在1.246的水平。砂质泥岩在平行、垂直层理方向的纵波波速都随着温度的增加而不断降低,但具体规律有所差异,且二者的比值随着温度的增加不断增加,呈现三阶段特征:I缓慢增加段（20℃～200℃）、II快速增加段（200℃～500℃）、III缓慢增加段（200℃～500℃）。在垂直层理方向上,砂质泥岩渗透率随着温度的升高而不断增加,呈现三阶段特征:20℃～200℃,渗透率增加量虽小,但增幅为63倍左右;200℃～400℃,渗透率基本稳定;400℃～600℃,渗透率增幅为6.96倍左右;而在平行层理方向上,砂质泥岩渗透率随着温度的升高呈指数增加,最高增幅可达23倍左右。在相同温度、体积应力和渗透压条件下,砂质泥岩在平行层理方向的渗透率比垂直层理方向大1～2个数量级,渗透率比值k2/k1随着温度的升高呈现先降低,再升高,最后下降的趋势。基于渗透率与体积应力和孔隙压力的经验公式,并考虑温度的作用,建立了考虑温度、体积应力以及孔隙压力作用下的各向异性砂质泥岩渗透率公式。（2）通过对不同温度作用下砂质泥岩在垂直/平行层理方向的三轴压缩过程中的渗透率演化规律进行试验研究,得出了以下结论:在垂直层理和平行层理方向上400℃、500℃、600℃高温下的全应力-应变加载变形破坏规律基本一致,砂质泥岩渗透率变化规律与破坏演化规律整体上具有一致性。在垂直层理方向上,渗透率在裂缝压密阶段渗透率呈下降趋势;在线弹性阶段和裂纹的稳定扩展阶段,渗透率出现稳态增加趋势;在裂纹的非稳定扩展阶段,渗透率出现急剧增加;而在平行层理方向上,裂缝压密阶段没有体现出来,在线弹性阶段和裂缝的稳定扩展阶段,渗透率稳定增加,在裂纹的非稳定扩展阶段,渗透率快速增加。在垂直或者平行层理方向上,随着温度的增加,相同的轴向应力点所对应的渗透率逐渐增加;在相同的温度条件下,在加载过程中,相同的轴向应力点,平行层理方向的渗透率要远大于垂直层理方向。砂质泥岩所受的温度越高,相同的应力点所对应的应变值越大,但砂质泥岩的破坏强度降低。在垂直、平行层理方向的砂质泥岩破裂形式主要为单剪切面破坏,但在破坏机制上仍有一些差异:在平行层理方向,主剪切面伴随着沿竖直方向（层理方向）的多组破裂面,且温度越高,破裂面越发育。（3）通过对实时温度作用下（20℃-600℃）各向异性砂质泥岩在单轴压缩过程中的变形特征、破坏机制和声发射特征进行研究,发现:（1）荷载垂直于层理方向时,砂质泥岩的弹性模量随着温度的升高先略有增加（20℃～100℃）,而后线性降低（100℃～600℃）;当荷载平行于层理方向时,弹性模量随着温度的升高近似呈负指数下降。砂质泥岩在垂直、平行层理方向的弹性模量比值E1/E2随着温度的升高呈现三阶段变化特征:先增加（20℃～100℃）,再线性降低100℃～500℃,然后保持不变500℃～600℃,且比值一直大于1;（2）荷载垂直或者平行于层理方向时,砂质泥岩的抗压强度随着温度的升高,基本上都呈线性下降,砂质泥岩在垂直、平行层理方向的抗压强度比值σp1/σp2,随着温度温度的升高,近似呈线性增加,在600℃时,二者比值从20℃时的1.73增至2.76。（3）荷载垂直于层理方向时,随着温度的升高,砂质泥岩的峰值应变近似呈指数增加趋势;荷载平行于层理方向时,砂质泥岩的峰值应变随着温度的升高呈阶段性变化特征,但整体上呈降低趋势。在20℃～600℃温度范围内,砂质泥岩在垂直层理方向的脆性度指数比平行层理方向的脆性指数高2-3个数量级。（4）载荷垂直于层理方向时,随着温度的升高,破坏形式由拉伸破坏向剪切破坏转变;而载荷平行于层理方向时,砂质泥岩的破坏形式主要为“拉伸”破坏类型。（4）通过研究各向异性砂质泥岩的抗拉特性以及抗剪切特性随温度的变化关系,得到的结论如下:（1）当加载力垂直、平行正交于层理面时,抗拉强度都随着温度的增加而持续下降,但下降规律与幅度有所差异,在同一温度条件下,加载力与层理面正交时的抗拉强度3>加载力与层理面垂直时的抗拉强度1>加载力与层理面平行时的抗拉强度2,但三者的相对大小关系随温度的变化规律有所不同;（2）随着温度的升高,当剪切面与层理面垂直、平行、正交时,砂质泥岩的内聚力随着温度的升高近似呈线性下降,而内摩擦角变化不大。在相同的温度条件下,剪切面与层理面正交时的内聚力c3>剪切面与层理面垂直时的内聚力c1>剪切面与层理面平行时的内聚力c2。（3）剪切面与层理面的相对位置对砂质泥岩的破坏形式有重要影响。当剪切面与层理面垂直时,剪切破坏面不规则,表现出延性破坏特征;当剪切面与层理面平行时,剪切破坏面为单一的规则平面,表现出脆性破坏特征;而当剪切面与层理面正交时,砂质泥岩的破坏形态为具有一定宽度的“剪切带”,表现为延性破坏特征。（5）基于横观各向同性模型,引入油页岩和砂质泥岩顶底板的物理力学参数（导热系数、膨胀系数、渗透系数、弹性模量等）与温度的变化规律,并考虑二者的物理力学参数的各向异性,建立了考虑油页岩和砂质泥岩的物理力学参数与温度关系的热-流-固耦合数学模型,并给出了相应的有限元格式（全量法）求解方程,以此研究原位注热开采油页岩过程中砂质泥岩顶底板内温度场、位移场、渗流场以及物理参数的动态变化规律,发现:（1）在原位注热开采油页岩过程中,砂质泥岩（顶底板）受温度的影响范围在10m以内,且注热井周围受温度的作用最为剧烈,可以推测注热井周围的砂质泥岩（顶底板）可能是危险区域,应重点关注;（2）随着注热时间的增加,在热对流和热传导作用下,油页岩层和顶板岩石的温度不断升高,二者力学性能的弱化不断增加,弹性模量的损伤逐渐增加,导致地层的沉降量不断地增加。当注热时间为60个月时,下沉量最大达到3.80m,且最大位移发生在注热井附近,很有可能导致油气泄露,甚至诱发地表沉陷,在注热井周围为危险区域,应提前做好井壁的保护等;（3）随着注热时间的增加,孔隙压力对砂质泥岩顶底板岩石的影响长度（水平方向）逐渐增加,但孔隙压力的最大影响深度变化不大。当注热时间为60个月时,孔隙压力对砂质泥岩的最大影响深度为2.5m左右,发生在注热井与砂质泥岩的交界处。
高成路[2]（2021）在《隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法》文中指出突水灾害严重制约着我国隧道及地下工程建设向更高质量、更高效率迈进,成为交通强国战略目标实现道路上的一道阻碍。深入认识突水灾变演化过程及其灾变机理,是解决隧道施工安全防控难题的理论基础。近年来,随着计算机技术的飞速发展和数值分析方法的广泛应用,利用数值模拟手段解决工程建设难题、再现地质灾害演化过程、揭示灾变过程中关键信息演化规律逐渐成为了研究热点,也为科学认识隧道突水灾变演化过程提供了解决思路。本文以隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法为主要研究目标,针对隔水岩体在隧道开挖卸荷与地下水渗流综合作用下发生的渐进破坏过程,利用基于非局部作用思想的近场动力学方法,采用理论分析、数学推导、程序研发、算例验证以及工程应用等手段,通过将近场动力学在模拟固体材料连续-非连续变形损伤与地下水渗流两方面的优势相结合,建立了描述流体压力驱动作用下裂隙岩体流-固耦合破坏过程的近场动力学模拟分析方法,并提出了描述隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法与三维高效求解的矩阵运算方法,构建了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,成功应用于典型岩溶隧道突水灾变过程模拟,揭示了不同影响因素对隔水岩体渐进破坏突水灾变演化过程的影响规律,为隧道突水等相关地质灾害的预测预警及安全防控提供了重要的研究手段。（1）岩体往往是由节理裂隙等不连续结构面切割而成的岩块构成的,存在明显的不连续变形特征。据此,通过引入描述节理裂隙强度弱化效应的折减系数建立了节理裂隙岩体强度折减本构模型,通过引入反映物质点不可压缩效应的短程排斥力和反映材料非均质特性的Weibull分布函数建立了描述材料在压缩荷载作用下发生非均匀破坏的近场动力学基本控制方程,并且自主研发了基于矩阵运算的三维近场动力学高效求解方法和程序,实现了近场动力学在节理裂隙岩体压缩破坏过程中的有效模拟。（2）裂隙岩体流-固耦合破坏机制是隧道岩体破坏突水灾变演化过程模拟的关键。据此,基于近场动力学非局部作用思想,建立了模拟地下水渗流的等效连续介质、离散裂隙网络介质以及孔隙-裂隙双重介质近场动力学模拟方法,结合有效应力原理,提出了反映固体材料变形破坏与地下水渗流耦合作用的物质点双重覆盖理论模型,建立了模拟裂隙岩体水力压裂过程的近场动力学流-固耦合模拟方法,揭示了裂隙岩体水力压裂过程中应力-渗流-损伤耦合作用机制。（3）开挖卸荷是诱发隧道围岩损伤破坏及突水的主要原因,目前近场动力学方法尚未在岩土工程领域广泛应用,且缺乏描述围岩卸荷过程的理论与方法。据此,提出了模拟隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法,通过与工程现场观测数据及前人研究结果进行对比,验证了该方法在模拟隧道开挖损伤区演化规律方面的有效性和可靠性,进而建立了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,实现了应力-渗流耦合作用下节理地层隧道开挖损伤区分布位置及形态的有效预测,为隧道施工过程岩体破坏突水灾变模拟提供了有效的数值方法。（4）隧道岩体破坏突水是不良地质构造与地下工程活动综合作用下发生的一种典型的连续-非连续动态变化过程,对数值模型的建立和求解提出了更高的要求。据此,应用自主研发的基于矩阵运算的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,依托歇马隧道典型溶洞突水案例,实现了模型试验尺度岩溶隧道施工过程中隔水岩体在开挖卸荷与地下水渗流综合作用下,开挖损伤区与渗透损伤区接触-融合-贯通直至突水通道形成的全过程模拟。（5）岩溶隧道突水灾变机理十分复杂,正确认识突水灾变发生条件与影响规律是突水灾害防控的基础。据此,依托歇马隧道工程实例,开展了工程尺度岩溶隧道突水灾变过程模拟,通过对比分析不同影响因素条件下隔水岩体渐进破坏与突水通道形成过程,揭示了溶洞发育规模、溶洞水压力、围岩材料性能和隧道埋深等因素对突水灾变过程的影响机制,通过防突结构最小安全厚度和突水防控措施分析,为岩溶隧道突水灾害预测预警及安全防控提供了科学指导。（6）近场动力学凭借其模拟材料损伤破坏的独特优势,在岩土工程领域拥有巨大的应用潜力,但是目前尚无成熟的数值仿真软件推广应用。据此,基于自主研发的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,利用C++与Matlab混合编程技术,开发了具有自主知识产权的界面友好、操作方便、扩展性强的适用于岩土工程问题的专业数值仿真软件——近场动力学工程仿真实验室（PESL）,为近场动力学在岩土工程及其他领域的推广应用提供了借鉴。
张帅[3]（2021）在《西北矿区浅表水系统稳定性控制机理与矿区规划原则 ——以榆神矿区为例》文中研究表明浅表水系统稳定性作为维系矿区生态系统平衡以实现可持续发展的重要纽带,是煤炭开采动态响应指标及矿区规划的核心。深入研究采动浅表水稳定性控制机理与矿区规划原则对提升我国西北矿区煤炭资源开发的整体性、有序性、系统性、科学性具有指导性意义。本文以岩土、覆岩损伤及渗流特征为基础,提炼了采动覆岩等效渗透系数计算方法,构建了采动浅表水系统稳定性的定量评价模型,提出了动态规划方法保障采动浅表水稳定的矿区规划原则,论文取得了以下研究成果:（1）揭示了采动岩土损伤及渗流演化机理。提出了非均质岩石损伤宏细观表征方法,揭示了非均质、裂隙形态对渗透率影响的内在机理,构建了非均质岩石应力-渗流-损伤-本构模型,定量揭示了不同采动损伤程度岩土层渗透率演化特征。提出了采动覆岩渗透率数值表征方法,实现采动覆岩渗透特性的实时更新。（2）给出了采动覆岩等效渗透系数确定方法。提出了采动覆岩损伤程度数值计算方法,揭示了采动岩土层最大损伤值与采高、岩土层层位的关系,分析了岩土层不同类型裂隙的水流特性,给出了考虑覆岩整体渗透性的岩土层破断损伤的采动覆岩等效渗透系数计算方法,基于改进的采动覆岩变形及三维空间渗透率的动态模型,揭示了采动覆岩等效渗透系数时空演化特征。（3）阐明了采动浅表水系统响应特征及控制机理。提出了采动覆岩等效渗透系数数值化处理方法,构建了考虑浅表水侧向补给、入渗补给及多开采单元浅表水渗漏模型,揭示了不同开采单元影响下浅表水响应特征,探讨了开采高度、煤水间距、恢复时间、开采范围对浅表水系统稳定性的影响机制,阐明了浅表水系统多矿井开采扰动效应。（4）提出了浅表水系统稳定约束下的矿区规划原则。提出了矿区采动浅表水稳定性评价方法,实现榆神矿区不同开采强度浅表水系统稳定性分区,创新出基于动态规划及优化模型的多矿井科学产能布局方法,以榆神矿区为例,构建了基于浅表水系统稳定的矿井布局新模式,量化了榆神矿区典型地质条件矿井布局方案,明确了动态规划方法保障采动浅表水稳定的矿区规划原则。该论文有图185幅,表53个,参考文献251篇。
姚瑜敏[4]（2021）在《致密油气藏多相流毛管力效应的研究》文中提出致密油气藏具有很大的开发潜力,在油气藏开发产业中日趋重要。致密油气藏是一个复杂的由基质和多尺度裂缝构成的多孔介质耦合系统,具有很强的非均质性。就毛管力而言,由于基质孔隙度小、渗透率低,其中的毛管力很大;而和基质相比,裂缝与井筒中的毛管力很小,以至可以忽略。基质和裂缝耦合系统中的多相流动,在非均质毛管力作用下呈现出非线性特征,不满足线性达西定律。当多相流体从基质流入裂缝（或井筒）,或是从裂缝（或井筒）流入基质时,毛管力在界面处可能会发生间断,并出现复杂的跨界面流动现象。理论分析表明,由于毛管力的非均质性,跨基质-裂缝界面的两相流存在三种流动状态:（1）当压差足以克服毛管力末端效应时,两相流体都可从基质流入裂缝,此时界面基质一侧的湿润相饱和度为1;（2）当基质-裂缝之间的压差不足以克服毛管力末端效应时,只有非湿润相可以从基质流入裂缝;（3）当裂缝压力大于基质压力时,两相流体均从裂缝流入基质,此时湿润相压力间断。毛管力的非均质性会造成复杂的跨界面流动现象,导致基质-裂缝以及基质-井筒界面附近物理量剧烈变化乃至发散,这给高精度油藏数值模拟造成很大的困难,现有油藏数值模拟模型在计算这类跨界面流动时,普遍存在精度差的缺陷。本文基于基质-裂缝界面处的流动状态分类及相应的界面条件,对于致密油气藏两相流中的毛管力效应开展研究,具体内容如下:1.提出了一个考虑毛管力末端效应的两相流井模型。传统井模型从单相流直接推广到两相流,并未充分考虑到基质-井筒界面附近的物理量剧烈变化,从而存在较大的数值计算误差。本文通过数学分析,得到了考虑毛管力末段效应的稳态两相流解析解,并通过有限体积法构建了一个新的两相流井模型。数值算例表明,与传统井模型相比,新的井模型能更准确地预测油气和水的产量。由于本文井模型基于解析解构建,充分考虑了井筒附近饱和度和气相压力的剧烈变化,因此预测结果对计算网格尺寸的依赖性较弱。计算结果还表明,毛管力末端效应会造成严重的水锁现象,基质-井筒界面处的毛管力间断会使得水相堆积在生产井附近,阻碍了油气相的产出。2.基于毛管力末端效应,分析了油水两相稳态渗流实验中的非线性渗流特征。本文利用一维稳态渗流方程对岩心实验进行了严格的数学分析,并得到了以下结论。在给定流量比的条件下,当压差较小时,毛管力末端效应的影响区域远大于岩心长度,流量压差曲线呈现凹函数的非线性关系;随着压差逐渐增大,流量压差曲线逐渐趋近于线性,通过延伸线性段可以得到拟启动压力差,并在数学上证明了该拟启动压力差为有限值。通过分析相关参量（岩心渗透率、相渗曲线、流体粘度等）对拟启动压力差的影响,本文发现,渗透率越低的岩心,其压差-流量曲线的非线性越强,相对应的拟启动压力差也越大;当湿润相呈中性时,拟启动压力差最小,由此可知油气藏呈中性时,毛管力的阻碍作用将大幅降低。此外,本文还研究了边界层效应对于两相渗流的影响,结果表明,即使考虑边界层效应,毛管力差异仍然是致使流量-压差曲线呈现非线性的重要原因。以上从毛管力非均质性角度出发,对两相稳态渗流实验结果进行分析,为研究致密储层两相非线性渗流理论,提供了新的思路。3.致密储层中基质和天然裂缝并存,基质中毛管力远高于天然裂缝,基质和天然裂缝之间同样存在很强的毛管力非均质性,这对其中的宏观流动也将产生重要影响,使流动呈现出显着的非线性流动特征。本文假定天然裂缝在基质中均匀分布,探讨了基质-天然裂缝系统在与裂缝垂直方向上的宏观非线性渗流规律。研究结果表明,基质-天然裂缝耦合系统中的湿润相存在启动压力差,并且随着基质中的裂缝密度的增大而增大;而非湿润相在较小的压差条件下,流量-压差曲线呈现凸函数特征,而在较大的压差条件下,流量-压差曲线逐渐趋近于线性,但仍存在拟启动压力差。此外,本文还分析了基质饱和度、渗透率以及边界层效应对非湿润相凸函数流动特征以及对两相拟启动压力差的影响。结果表明,基质的含水饱和度以及渗透率对非线性特征有较大影响。随着基质含水饱和度的增大,油水之间的毛管力减小,非线性特征减弱;随着基质渗透率的减小,毛管力的非均质性增强,使得流动的非线性也增强。当考虑边界层效应后,即使在较小的压差条件下,两相流动的非线性特征也较显着。
王九龙[5]（2021）在《非均质厚油层挖潜剩余油有效驱动单元渗流理论研究及应用》文中指出我国大部分水驱油田普遍进入了开发中后期阶段,长期的注水开发导致储层水淹严重,形成了油水优势渗流通道,但是储层内仍然存在大量的剩余油,同时储层层间和层内的非均质性又加剧了这种矛盾,给挖潜带来了巨大的难度,归根结底是受储层构型（韵律、夹层遮挡、井控受限等因素）的限制,储层内部精细剩余油形成的机理和分布特征不明晰,进而不能提出有效的挖潜方法,现有流动模型也无法提供有效的理论支撑。特别对于大庆油田的非均质厚油层储层,构型影响下高含水期剩余油储量巨大,约占剩余可采储量的53.7%,如何实现这部分剩余油的有效挖潜成为我国目前和未来提高原油产量的重要努力方向。为了搞清厚油层不同非均质构型条件下储层的油水分布规律,揭示剩余油形成机理,本文在“十二五”国家重大专项提出二维有效驱动单元理论模型的基础上,基于渗流力学和流函数模型,将注采单元划分为4个区域:Ⅰ类（高速流动有效驱）、Ⅱ类（低速流动有效驱）、Ⅲ类（高速流动无效驱）、Ⅳ类（低速流动无效驱）。通过引入两个形状函数表征非均质构型的三维空间特征,实现三维流动与三维空间特征的融合,建立了考虑重力的三维有效驱动单元渗流数学模型、非稳态条件下沿流线方向上两相流动的饱和度模型,结合驱替实验和数值模拟方法揭示了注采单元内油水流动特征和饱和度（流线）变化规律。然后通过分别构建韵律、夹层以及注采不完善三类非均质储层的三维形状函数,结合流线密度和流线速度分布来表征了不同非均质构型条件下储层驱替单元内部有效驱动单元随时间和空间上的演化特征,弄清了驱替过程中含水率和油水饱和度随4类有效驱动单元转换的变化特征,进而明确了不同非均质条件下储层剩余油产生的区域和油水饱和度分布规律。依据三维有效驱动单元渗流数学模型,进行了大量数值分析。研究结果表明:（1）韵律储层受重力和纵向非均质性等因素的影响,在高渗透层形成优势渗流通道后,有效驱动的范围快速减小,导致整片状的剩余油产生,通过有效驱动单元模型可以跟踪含水率变化过程中4类驱动单元的变化范围,进而明确了不同韵律特征、不同韵律级差和不同储层厚度条件下剩余油产生的区域和规模;（2）夹层的存在改变厚油层层内和层间的流场分布,导致片状剩余油的产生,并且随着夹层延伸长度、夹层倾角等因素的影响驱动单元控制范围也发生变化,通过有效驱动单元理论可以明确了不同夹层条件下剩余油产生的区域和规模。（3）注采不完善性条件下,不完善区域形成压力平衡去无法实现有效驱动,导致散状剩余油的产生,通过有效驱动单元理论分析,明确了井网不完善、射孔不完善条件下剩余油随驱动单元变化产生的区域和饱和度分布。最后针对大庆油田厚油层三大类型六种模式储层剩余油分布的特征和剩余规模,基于流场转置方法利用三维有效驱动单元渗流模型提出了针对韵律型、夹层遮挡型以及注采不完善型三类主要剩余油类型储层的有效挖潜措施以及具体的挖潜方法和参数设置。根据目标区大庆南中西二区储层构型特征以及开发现状,对整个区块进行有效驱动的单元的划分,最终划分出3788个驱动单元,然后依据有效驱动单元理论分区域、分层位制定针对性的有效挖潜剩余油方案,结果显示调整后区块整体采收率提高4%左右,实现了剩余油的有效挖潜,本研究的成果对非均质厚油层剩余油的进一步挖潜提供了新的理论指导和技术支持。
李占科[6]（2021）在《致密储层嵌入离散裂缝模型的研究及应用》文中提出致密储层的油气储量在全球油气资源范围比重较高,由于储层渗透率低,通常需要压裂等非常规方法提升采收速度和采收率。为评估压裂效果、优化压裂方案,需要高效准确地模拟含裂缝的致密储层。压裂后致密储层含有微裂缝和大尺度的导流裂缝等多种尺度的裂缝,需要采用不同模型模拟不同尺度裂缝。对于微裂缝网络,可采用双重介质模型描述;离散裂缝模型可应用大尺度的导流裂缝。离散裂缝模型可能需要沿裂缝划分非结构化网格,因此随着裂缝几何复杂性增加,其计算效率大大降低,而嵌入离散裂缝模型可采用结构化网格划分储层,提升了效率。嵌入离散裂缝模型由于其高计算效率而被广泛应用,可适用导流裂缝作为单一的源或汇的情况,但对于多相流动,由于裂缝两侧出现物理量间断,嵌入离散裂缝模型不能分别计算基质与裂缝两侧的窜流量,可能会出现误差。为克服嵌入离散裂缝模型的局限性,有学者提出了考虑裂缝两侧窜流量的嵌入离散裂缝模型,例如投影嵌入离散裂缝模型。致密储层存在基质与裂缝间毛管力的差异等复杂机理,裂缝附近可能出现复杂的跨基质-裂缝界面流动现象,对构造高精度的嵌入离散裂缝模型带来困难。本文开展对含裂缝的致密储层的嵌入离散裂缝模型的研究,具体内容如下:1.应用压裂页岩气井多尺度渗流模型,实现对中国四川威远页岩气井的历史拟合,并基于拟合参数评估压裂效果。压裂后的页岩气井附近形成含大量压裂裂缝的改造区,存在基质-微裂缝网络-导流裂缝的多尺度问题。在非改造区中,为页岩气的单相流动;在改造区中,基质同样为页岩气的单相流动,毛管力影响较小。所研究的压裂页岩气井为衰竭式开采,生产井与导流裂缝直接相连,页岩气和压裂液通过导流裂缝流入生产井,此时导流裂缝作为单一的源,可直接应用Lee等人提出的嵌入离散裂缝模型建立多尺度模型。在历史拟合过程中,研究压敏效应,尤其是相对渗透率压敏效应对历史拟合结果的定量影响。为获得高精度的历史拟合结果,需要充分考虑绝对渗透率和相对渗透率的压敏效应,同时发现相对渗透率的压敏效应对液相流动的影响大于对气相流动的影响,理论分析该现象。2.研究CO2驱的投影嵌入离散裂缝模型。实际生产过程中往往注入高压的CO2实现致密储层中各组分的驱替,处于混相状态的CO2,可降低毛管力对流动影响,提高采收率。该状态下,油相和气相间的毛管力很小。尽管致密油藏基质和裂缝间的毛管力非均质可能导致基质与裂缝间窜流量计算困难,但是毛管力非均质对于油气水三相流动机理复杂,本文仅考虑毛管力对油水两相的作用。考虑跨裂缝物理量存在间断,投影嵌入离散裂缝模型采用投影方法实现裂缝两侧窜流量计算,提升计算精度,然而,通过理论分析,现有投影嵌入离散裂缝模型存在两点局限性。一方面,在传导系数计算方面,当裂缝靠近基质网格边界时,现有投影嵌入离散裂缝模型给出的传导系数仅为实际的一半;如果裂缝覆盖的基质网格的渗透率与邻近网格不同时,其误差可能会更大。另一方面,当裂缝恰好通过基质网格中心时,现有投影嵌入离散裂缝模型投影方向选择可能不合理。该情况下,“最小距离准则”和“不同侧准则”失效,而随机选择投影方向可能将裂缝投影到下游基质网格的界面,可能造成误差。为克服上述局限性,提出了改进的投影嵌入离散裂缝模型。在传导系数计算方面,明确流动的串联关系,提出了传导系数的改进算法;在投影方向选择方面,提出“上游优先准则”。算例表明,改进的二维和三维投影嵌入离散裂缝模型提高了对压裂致密储层CO2驱的模拟精度。3.提出考虑毛管力间断的嵌入离散裂缝模型。致密储层中基质与导流裂缝间的毛管力差异明显,对于油水两相流动,该差异可能导致在基质与裂缝界面附近出现三种流动状态,对应三种不同界面条件:当基质与裂缝间压差可以克服毛管力末端效应,跨越界面为油水两相流动,此时界面基质侧的饱和度为1;当基质压力大于裂缝压力,但是两者压差不能克服毛管力差异,跨越界面为油相的单相流动,水相不流动,此时界面处水相流量为0;当基质压力小于裂缝压力,油水两相流体由裂缝流入基质,跨越界面处的流速比等于上游裂缝的流度比。该三种的流动状态为构建准确的嵌入离散裂缝模型带来困难。相比Lee模型,所提出的模型有两个特点:第一,对覆盖裂缝的基质网格作进一步划分,得到两个子控制体,描述裂缝两侧的间断,分别计算裂缝两侧窜流量;第二,在计算基质-裂缝界面的窜流量时,考虑三种流动状态,基于基质-裂缝界面一维稳态两相流解析解,构造基质-裂缝窜流量的数值格式。基于解析解构造的数值格式可以克服基质-裂缝界面物理量发散带来的数值困难。算例表明,所提出的嵌入离散裂缝模型在粗网格下也可以模拟出准确的结果。
张跃[7]（2021）在《基于格子Boltzmann方法混凝土耐久性影响离子传输的数值模拟研究》文中认为钙溶蚀和氯离子侵蚀是造成混凝土耐久性不足的两大重要因素,钙溶蚀过程一般是指材料内部的水化产物发生溶解脱钙反应,溶解产生的钙离子在孔隙水作用下向外扩散,ITZ作为混凝土材料的最薄弱环节,易成为裂隙的产生和扩展区,该区域内的钙溶蚀现象也较为严重;而氯离子在混凝土内部迁移是个极其复杂又缓慢的过程,其迁移速率和深度与混凝土所处环境以及混凝土自身材料因素等多种因素息息相关;由于受到混凝土内部微观结构和服役环境的影响,在上述两个过程中均伴随着多个场的耦合,譬如浓度场、渗流场、温度场和化学场,因此,本文以ITZ裂隙的渗流-溶蚀和氯离子侵蚀混凝土问题为中心,研究钙离子和氯离子在混凝土内部传输过程中的多场耦合问题,其主要的研究内容如下:（1）根据四参数随机生长法生成了混凝土界面过渡区（ITZ）的微观结构,基于格子Boltzmann方法,采用双分布函数分别模拟速度场和浓度场的演化,建立了考虑微观结构影响的ITZ裂隙渗流-溶蚀耦合过程的数值模型。结合两个经典算例,验证了计算模型在处理溶质对流-扩散及反应-扩散问题方面的准确性。最后讨论了渗流流速、Ca（OH）2含量以及Ca（OH）2排布状态等因素对ITZ裂隙渗流-溶蚀耦合作用特性的影响。研究表明:裂隙初始渗流流速越快,壁面的溶蚀速率越快,其整体孔隙率增加越快。ITZ的Ca（OH）2含量越高,在壁面处其与流体的接触面积越大,溶蚀现象越易发生,并导致裂隙内钙离子浓度也相应的增加。如果溶蚀出来的钙离子得不到及时运移,将反过来抑制Ca（OH）2的进一步溶蚀,故ITZ裂隙的渗流-溶蚀过程受控于Ca（OH）2含量与钙离子浓度的综合作用。对于Ca（OH）2不同排布状态的ITZ裂隙,由于渗流受到微观结构的影响,溶蚀过程稳定后其相对渗透率水平生长最大,均匀生长次之,竖向生长最小。（2）长期暴露在氯盐环境下的混凝土结构,在外界温度影响下氯离子的侵蚀作用非常复杂,从而影响钢筋锈蚀进程及其耐久性。为此,基于格子Boltzmann方法,采用双分布函数分别描述混凝土温度场和氯离子浓度场的演化过程,考虑外界温度的时变效应,建立氯离子侵蚀混凝土的数值模型。在此基础上,讨论水灰比、饱和度和昼夜温差等因素对氯离子侵蚀机制以及混凝土服役寿命的影响。研究表明:随着水灰比的增大,氯离子扩散系数逐渐增大,从而加剧了氯离子的侵蚀作用。混凝土饱和度越大,氯离子的扩散速率越快,从而导致混凝土的服役寿命降低,当饱和度超过75%时变化趋势逐渐趋于稳定。此外,昼夜温差越大,其对扩散系数的影响也越显着,但总体而言,昼夜温差的变化对混凝土的服役寿命影响并不突出。（3）目前关于钙离子、氯离子在混凝土内部传输的数值模拟方面研究,大部分均是在底层代码上进行数值迭代计算,在进行参数设置时,要对底层代码进行修改较为繁琐,而在相关数据的曲线绘制或计算云图显示,往往需要借助第三方软件。因此,本文在上述研究的基础上,在上述研究的基础上,采用MATLAB软件中的GUI界面函数,利用格子Boltzmann方法得天独厚的编程优势,开发了ITZ裂隙渗流-溶蚀和氯离子侵蚀混凝土两款可视化计算软件,该软件具有较高的计算精度和计算率,参数设置更为简便上手,计算过程中还能与用户进行实时交互,在计算的后处理模块还可以进行相关曲线的绘制和数据的导出操作。
王崇帅[8]（2020）在《基于SBFEM的粘弹性确定性/不确定性问题的数值求解方法研究》文中认为许多天然与人造材料具有粘弹性性质,粘弹性材料相关的力学问题研究具有重要的实际工程应用价值。由于时间相关的本构关系,加之复杂的几何形状和边界条件,粘弹性问题的解析求解十分困难,研究并发展行之有效的数值方法十分必要,也是一个颇值得探讨的理论课题。本文基于比例边界元法（Scaled Boundary Finite Element Method,简称 SBFEM）开展了确定性/不确定性粘弹性正/反问题的数值分析研究,利用SBFEM的半解析、不需要基本解、便于构造多边形单元、适于处理应力奇异和无限域问题等优点,以提高粘弹性问题空间域数值求解的计算精度和便捷性。同时利用时域分段自适应算法（Temporally Piecewise Adaptive Algorithm,简称TPAA）提高时域的计算精度。SBFEM已成功用于弹性静/动力分析、弹性不确定性分析,以及热传导、静电场、电磁场的数值分析,但其在粘弹性问题中的应用较少,特别是在粘弹性反问题和不确定性粘弹性正/反问题中的应用,几乎未见直接相关的文献报道。粘弹性问题的数值求解通常需进行时域离散计算,采用SBFEM可提高空间域的求解精度和便捷性,但需考虑与其相关的时域计算效率。SBFEM在建立刚度矩阵时需要求解一个两倍自由度数目的特征值方程,导致其与有限元法相比计算效率较低,在粘弹性相关的时域离散递进计算中,需不断求解SBFEM的系统方程,从而进一步增加了计算开销,而在粘弹性反问题和不确定性问题的求解中,需要反复进行时域相关的离散递进计算。此外,与结构/介质相互作用相关的第三类边界条件问题的求解,似未见到相关的SBFEM计算模型。鉴于以上考虑,本文主要聚焦于:（1）SBFEM求解确定性粘弹性正问题的计算效率。（2）第三类边界条件问题的SBFEM建模与求解。（3）基于SBFEM与敏度分析的粘弹性反问题和不确定性问题的建模与求解,并着力于敏度分析相关导数的高精度计算。本文主要研究工作包括:（1）对于二维粘弹性旋转周期对称结构,提出了一种时域递进的分块SBFEM自适应算法,可将原问题转化为一系列独立的子问题求解,从而降低了问题求解规模,提高了计算效率。（2）在SBFEM框架下提出了三种第三类边界条件的求解模型:对线性第三类边界条件,推导出了带有附加刚度阵形式的SBFEM系统方程,并给出了相应的求解方法,当线性第三类边界条件具有旋转周期对称性时,证明了附加刚度矩阵为块状循环的形式,并提出了相关的分块求解算法以降低计算开销;对非光滑双线性第三类边界条件,推导了光滑化的非线性SBFEM系统方程及基于Newton-Raphson方法的求解格式;对时间相关的粘弹性第三类边界条件,建立了基于SBFEM-TPAA的自适应计算模型。（3）对确定性粘弹性反问题,提出了基于敏度分析的两阶段求解策略和数值求解方法,利用比例边界元法与时域分段自适应算法（SBFEM-TPAA）,推导了导数的自适应计算公式,以提高相关敏度分析的计算精度,实现了区域非均质多宗量的粘弹性本构参数识别。（4）提出了基于SBFEM-TPAA与敏度分析的区间不确定性粘弹性正/反问题的求解方法。对正问题,利用Taylor展开和区间运算建立了位移与本构参数和应力与本构参数之间的区间关系,当粘弹性本构参数为区间变量时,可确定位移和应力的区间上/下界;对反问题,提出了两阶段反演策略,在每一阶段通过求解两个确定性反问题以确定本构参数区间的中心值和半径,当位移测量信息为区间变量时,可确定粘弹性本构参数的区间上/下界。（5）提出了基于SBFEM-TPAA的概率不确定性粘弹性正/反问题分析模型,当本构参数为不随空间变化的随机变量时,利用均值一次二阶矩法与敏度分析,提出了位移均值和标准差的计算方法,并提出一个两阶段反演模型,以识别粘弹性本构参数的均值和标准差;当本构参数为随机场变量时,利用SBFEM-TPAA与Karhunen-Loeve展开,并将敏度分析与摄动法相结合,提出了位移均值和标准差的计算方法。数值算例验证了以上所提算法的有效性。本文工作扩展了比例边界元法的应用领域,丰富了确定性/不确定性粘弹性正/反问题的数值求解手段,并有望为相关实际工程问题的求解提供有价值的参考和有效的数值分析工具。
李雅琦[9]（2020）在《考虑渗透系数非均质性的地下洞室群渗流场分析》文中认为随着我国能源结构的不断升级,社会经济的不断发展,需要开展一系列地下工程缓解地表生活压力,提高能源利用效率。水利工程中抽水蓄能电站的地下洞室群具有规模大、数量多、排水结构复杂、洞室跨度大等特点,并且普遍地质条件复杂,渗流与渗透稳定性问题也极为突出。渗透系数的取值决定着渗流场的计算结果,是渗流计算分析的主要参数,而渗透系数又具有非均质性,因此准确刻画渗透系数空间分布对于获得可靠的数值模拟结果至关重要。地下洞室群在开挖过程中的渗流场是非稳态的,而渗流场影响开挖工程的稳定性,因此掌握施工期的渗流场分布特征对保证工程建设质量起到积极作用。本文主要研究成果如下:（1）建立了考虑渗透系数非均匀分布的非均质渗流模型。基于钻孔压水试验资料,将渗透系数作为区域化变量,采用克里金插值法对研究区域内地层渗透系数进行估值,从而获取整个区域的渗透系数空间分布,作为工程区的实际渗透系数场。为了快速准确的将渗透系数值与地层模型单元逐一对应,利用FORTRAN语言编制了与ABAQUS软件接口的VOIDRI子程序,进而建立非均质渗流模型。并将均质渗流场与非均质渗流场进行对比分析,由渗流计算结果可知,二者的渗流场分布特征与渗流量均有很大不同,因此将非均质渗透系数场近似于均质渗透系数场进行渗流计算是不精确的。（2）提出了一种渗流边界水头值反演方法。为准确有效地确定工程区水文地质边界条件,为之后工程区的渗流计算分析提供依据,建立三维有限元渗流反演计算模型,以模型边界为反演参数,以长观孔监测资料为目标函数,采用RVM与CS算法结合的反演方法进行初始渗流场反演分析。将RVM作为替代模型,代替有限元进行正计算,大大降低了有限元正分析计算次数,且拟合精度较高。反演结果表明,长观孔位置处水头计算结果与实际观测资料相比,平均绝对误差为7.92m,平均相对误差为1.56%,误差较小,地下水位变化与地形的起伏规律一致。（3）分析了均质、非均质渗流模型对地下洞室群施工期非稳定渗流计算结果的影响,并对厂房和排水系统的开挖顺序进行了对比研究。本文设计了分层均质、非均质的2种渗量值及变化规律由于渗透系数的不同而呈现出较大差异,非均质渗流模型很大程度上高估了地下水的下降时耗,对厂房渗流量也有较大误判。随后对排水系统与厂房之间的开挖顺序进行了调整,使厂房先于排水系统开挖,排水系统的滞后开挖导致地下水的降排速度减缓,同时刻同部位总水头线值均有所增大,厂房渗流量大幅增大而排水系统渗流量则明显减小。以上分析可为防渗、排水系统的布设提供优化思路,为获得更合理的工程施工方案提供参考。
李颖[10]（2020）在《堤坝蚁穴与盐土防蚁屏障水盐运移特征研究》文中认为盐土防蚁屏障作为堤坝土栖白蚁防治的新技术,经过近20年的推广实践,已在浙江省内得到广泛应用,并取得了一定的经济和社会效益。但该项技术的防效性还有待从机理上进行研究,以解决制约该技术进一步推广的瓶颈。盐土防蚁屏障技术其防效性的核心问题是掺盐土体的有效防治时间,由粘性土体中盐分的淡化速度来决定,与初始掺盐量、当地的气候条件、土体的质地和理化性质、地下水位及浸润线的位置有关。因此,准确认知堤坝蚁穴与盐土防蚁屏障中水盐运移规律,对堤坝工程除险加固及白蚁防治具有重要的理论和现实指导意义。本文采用资料分析、现场观测、室内试验和数值模拟相结合的方法,考察堤坝浸润线的位置、蚁穴通道的空间分布情况及组成部分的相互连接关系,探索白蚁对土壤环境p H因子的选择性,分析堤坝蚁穴系统的水力特点,研究白蚁巢穴对堤坝稳定性的影响,基于非饱和渗流数值模型探讨防渗粘土中掺入食盐后的土体盐分淡化机理,并指导白蚁防治工程实践。主要研究内容和结论如下:（1）结合国内外学者在白蚁巢穴土壤p H值特性方面的研究成果和钱塘江海塘典型区段白蚁调查的结果,采用饱和增长率模型,建立了蚁巢和周边环境土壤p H值的双参数拟合公式;根据白蚁对土壤p H值的选择性,构建合理的盐土屏障,能有效地降低白蚁危害。考虑堤坝侵润线的位置、蚁穴通道的空间分布情况及组成部分的相互连接关系,提出了堤坝土栖白蚁直通式、虹吸式和串联式蚁巢概化模型。（2）结合堤坝白蚁巢穴结构的主要特点,采用自主设计的室内土柱试验装置,利用重塑土和人造大孔隙构造白蚁通道,基于土柱渗透试验,研究了白蚁通道大孔隙流及其影响下的基质土壤中溶质运移规律;白蚁通道大孔隙流的优先流特征显着,占土柱截面积约1‰的人造大孔隙累积出流量占总出流量的80%以上。提出了土柱试验大孔隙流水盐运移的数值模拟方法,并进行可行性验证,为进一步研究现场尺度的白蚁巢穴的稳定性及水盐运移规律提供了一种数值化的模拟手段。（3）基于非饱和渗流数值模型,分析了堤坝蚁穴系统的水力特征;采用简化的Bishop法和正压冲刺的破坏条件分别进行整体和局部稳定性评价,论证了堤坝蚁穴系统的水力致灾机理。白蚁巢穴的存在对背水坡整体稳定性的影响较迎水坡要大,安全系数最大降低幅度达到17%。背水坡白蚁巢通道的阻塞会造成土堤局部失稳塌陷;大孔隙通道的堵塞段长度是蚁穴导致土堤背水坡局部失稳的重要因素。（4）采用描述非饱和带多孔介质中水分运移的Richards方程和溶质运移的CDE对流-弥散方程,基于HYDRUS模型,利用空间矩分析方法,研究堤坝盐土防蚁屏障水盐运移规律,揭示其盐分淡化机理。依托已构建的模型,研究水位波动、渗透系数变化、降雨入渗和蚁道结构对防蚁屏障水盐运移的影响;蚁道大孔隙形成以后,在蚁道附近存在局部的绕流现象,溶质更容易沿着大孔隙优势通道捷径式运移;与均质土坝相比,存在全贯通的蚁道时,盐分运移淋洗的总量增加69%。（5）经过优化后的堤坝盐土防蚁屏障掺盐区位于堤坝外廓线1.0 m以下、浸润线1.0 m以上的范围;堤坝浸润线的确定可选择具有代表性的断面进行渗流计算或图解法获得;套井回填区初始时刻溶质浓度选定为8 g/kg,推荐均质坝迎水坡和背水坡的初始掺盐浓度分别为16 g/kg和12 g/kg;采用优化后的初始掺盐浓度布置盐土防蚁屏障,在均质坝和心墙坝中其防效性均可以达到50年。
二、采用非规则区域有限分析5点格式计算均质渗流（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、采用非规则区域有限分析5点格式计算均质渗流（论文提纲范文）
（1）高温下砂质泥岩物理力学特性的各向异性演化规律及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高温下岩石的物理力学性质研究现状 |
| 1.2.1.1 高温下岩石的热物理特性 |
| 1.2.1.2 高温下岩石的力学性质 |
| 1.2.2 高温下岩石的微观结构及渗透性研究现状 |
| 1.2.2.1 高温下岩石的微观结构变化 |
| 1.2.2.2 高温下岩石的渗透特性 |
| 1.2.3 高温作用下岩石的各向异性特性研究现状 |
| 1.2.3.1 岩石物理性质的各向异性 |
| 1.2.3.2 岩石力学性质的各向异性 |
| 1.2.4 高温条件下顶板岩石的稳定性研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 本文主要研究内容及技术路线 |
| 第2章 高温下各向异性砂质泥岩的物理性质演化规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验过程和方法 |
| 2.2.1 热重试验 |
| 2.2.2 热膨胀系数试验 |
| 2.2.3 导热系数试验 |
| 2.2.4 波速和渗透率试验 |
| 2.2.5 试验方法 |
| 2.3 试验结果 |
| 2.3.1 热重试验结果分析 |
| 2.3.2 热膨胀系数随温度的变化规律 |
| 2.3.3 导热系数、比热容和热扩散率随温度的变化关系 |
| 2.3.4 失重率随温度的变化规律 |
| 2.3.5 纵波波速随温度的变化规律 |
| 2.3.6 砂质泥岩的渗透率随温度的变化规律 |
| 2.4 分析与讨论 |
| 2.4.1 垂直层理方向的渗透率与温度、体积应力及孔隙压力的关系 |
| 2.4.2 平行层理方向的渗透率与温度、体积应力及孔隙压力的关系 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高温三轴应力下各向异性砂质泥岩全应力-应变过程的渗透性试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验设备及方法 |
| 3.2.1 试验试样及其制备 |
| 3.2.2 实验设备 |
| 3.2.3 试验方法及步骤 |
| 3.3 试验结果 |
| 3.3.1 高温作用下砂质泥岩的渗透率变化规律 |
| 3.3.2 高温作用下砂质泥岩全应力-应变过程的渗透率变化规律 |
| 3.4 分析与讨论 |
| 3.4.1 温度对砂质泥岩三轴压缩过程中渗流规律的影响 |
| 3.4.2 层理对砂质泥岩三轴压缩过程中渗流规律的影响 |
| 3.4.3 蠕变效应对砂质泥岩三轴压缩过程中渗流规律的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高温下各向异性砂质泥岩单轴压缩力学性能及声发射特征研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验设备及方法 |
| 4.2.1 试样的制备 |
| 4.2.2 试验设备 |
| 4.2.3 试验方法 |
| 4.3 试验结果 |
| 4.3.1 高温下砂质泥岩的单轴力学特性 |
| 4.3.2 高温泥岩单轴压缩过程中声发射性能 |
| 4.3.3 各向异性对高温砂质泥岩的破裂形式的影响 |
| 4.4 分析与讨论 |
| 4.4.1 XRD微观成分分析 |
| 4.4.2 高温下砂质泥岩的损伤机制分析 |
| 4.4.3 层理方位对高温砂质泥岩单轴力学性能的影响机制 |
| 4.4.4 各向异性对砂质泥岩损伤统计本构模型的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高温下各向异性砂质泥岩抗拉和抗剪特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验过程及方法 |
| 5.2.1 试样的制备 |
| 5.2.2 试验设备及方法 |
| 5.2.2.1 巴西劈裂试验设备 |
| 5.2.2.2 变角剪切试验设备 |
| 5.2.2.3 试验目的及方法 |
| 5.3 试验结果 |
| 5.3.1 抗拉试验结果 |
| 5.3.1.1 加载力与层理面垂直时砂质泥岩的抗拉强度 |
| 5.3.1.2 加载力与层理面平行时砂质泥岩的抗拉强度 |
| 5.3.1.3 加载力与层理面正交时砂质泥岩的抗拉强度 |
| 5.3.2 抗剪试验结果 |
| 5.3.2.1 剪切面与层理面垂直时砂质泥岩的抗剪强度 |
| 5.3.2.2 剪切面与层理面平行时砂质泥岩的抗剪强度 |
| 5.3.2.3 剪切面与层理面正交时砂质泥岩的抗剪强度 |
| 5.3.2.4 不同温度作用下各向异性砂质泥岩的破坏形式 |
| 5.4 分析与讨论 |
| 5.4.1 不同温度作用下各向异性砂质泥岩的抗拉特性分析 |
| 5.4.2 不同温度作用后各向异性砂质泥岩的抗剪特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 原位注热开采油页岩过程中砂质泥岩盖层的稳定性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 原位注热开采油页岩过程中热-流-固耦合数学模型 |
| 6.2.1 热-力耦合作用下岩石的横观各向同性模型 |
| 6.2.1.1 横观各向同性模型 |
| 6.2.1.2 考虑温度损伤的横观各向同性模型 |
| 6.2.2 热-流-固耦合作用下岩石的渗透率模型 |
| 6.2.3 热-流-固耦合数学模型 |
| 6.2.3.1 流固耦合模型 |
| 6.2.3.2 热流固耦合模型 |
| 6.3 原位注热开采油页岩过程中热-流-固耦合数学模型的数值解法 |
| 6.4 原位注热开采油页岩过程中的参数选取及分析 |
| 6.4.1 几何建模 |
| 6.4.2 边界条件 |
| 6.4.3 油页岩和砂质泥岩物性参数的确定 |
| 6.4.3.1 温度、孔隙压力对岩石孔隙率和渗透率的影响 |
| 6.4.3.2 温度对岩石导热系数和热膨胀系数的影响 |
| 6.4.3.3 温度对岩石力学性质的影响 |
| 6.4.4 温度对流体物理性质的影响 |
| 6.5 数值模拟结果和分析 |
| 6.5.1 温度场的动态分布规律 |
| 6.5.2 位移场的动态分布规律 |
| 6.5.3 孔隙压力的动态分布规律 |
| 6.5.4 各向异性砂质泥岩渗透率的动态演化规律 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 选题依据与目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道突水突变机理 |
| 1.2.2 突水灾变演化过程模拟方法 |
| 1.2.3 近场动力学在岩土工程中的应用 |
| 1.2.4 研究现状发展趋势与存在问题 |
| 1.3 主要内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 基于矩阵运算的裂隙岩体三维近场动力学模拟 |
| 2.1 近场动力学基本理论 |
| 2.1.1 连续-非连续模拟的非局部作用思想 |
| 2.1.2 常规态型近场动力学模型 |
| 2.1.3 动态/静态问题数值求解方法 |
| 2.2 节理裂隙岩体强度折减本构模型 |
| 2.2.1 基于强度折减理论的岩体本构模型 |
| 2.2.2 岩体本构模型参数确定方法 |
| 2.3 非均质岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.3.1 岩体材料非均质特性表征 |
| 2.3.2 岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.4 基于矩阵运算的高效求解策略 |
| 2.4.1 近场动力学矩阵运算基本原理 |
| 2.4.2 近场动力学矩阵运算程序开发 |
| 2.4.3 近场动力学矩阵运算效率分析 |
| 2.5 岩体破坏三维模拟算例验证 |
| 2.5.1 完整岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.2 节理岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.3 裂隙岩体破坏过程模拟 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 裂隙岩体应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 3.1 地下水渗流近场动力学模型 |
| 3.1.1 等效连续介质渗流模型 |
| 3.1.2 离散裂隙网络渗流模型 |
| 3.1.3 孔隙-裂隙双重介质渗流模型 |
| 3.2 裂隙岩体流-固耦合模拟方法 |
| 3.2.1 物质点双重覆盖理论模型 |
| 3.2.2 流-固耦合矩阵运算与程序开发 |
| 3.3 应力状态对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.3.1 应力状态对水力裂隙的影响机制 |
| 3.3.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.4 天然裂隙对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.4.1 天然裂隙与水力裂隙相互作用关系 |
| 3.4.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.5 岩体裂隙网络水力压裂过程损伤破坏规律 |
| 3.5.1 裂隙网络对水力裂隙的影响机制 |
| 3.5.2 裂隙网络岩体水力压裂模拟结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 隧道开挖卸荷效应近场动力学模拟 |
| 4.1 卸荷效应模拟的物质点休眠法 |
| 4.1.1 物质点休眠法基本思想 |
| 4.1.2 开挖卸荷模拟程序设计 |
| 4.2 隧道开挖损伤区模拟分析 |
| 4.2.1 隧道开挖损伤区形成机制 |
| 4.2.2 隧道开挖损伤区演化过程 |
| 4.2.3 隧道开挖围岩位移场变化规律 |
| 4.3 渗流卸荷近场动力学模拟 |
| 4.3.1 孔隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.2 裂隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.3 双重介质渗流卸荷模拟 |
| 4.4 卸荷作用下应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 4.4.1 卸荷作用下应力-渗流近场动力学模拟方法 |
| 4.4.2 卸荷作用下应力-渗流耦合模拟程序设计 |
| 4.5 隧道开挖损伤区应力-渗流耦合模拟 |
| 4.5.1 渗流对隧道开挖损伤区的影响机制 |
| 4.5.2 渗透压力对隧道开挖损伤的影响规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 隧道隔水岩体渐进破坏突水灾变过程模拟 |
| 5.1 歇马隧道突水灾害概述 |
| 5.1.1 依托工程概况 |
| 5.1.2 工程现场突水情况 |
| 5.2 隧道岩体破坏突水地质力学模型试验 |
| 5.2.1 地质力学模型试验概述 |
| 5.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程 |
| 5.3 隧道岩体破坏突水近场动力学模型 |
| 5.3.1 隧道施工过程三维模型 |
| 5.3.2 监测断面布置情况 |
| 5.4 隧道岩体破坏突水模拟结果分析 |
| 5.4.1 围岩损伤状态分析 |
| 5.4.2 围岩渗流场分析 |
| 5.4.3 围岩位移场分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 隧道隔水岩体渐进破坏突水影响因素分析 |
| 6.1 岩溶隧道突水影响因素与模型设计 |
| 6.1.1 岩溶隧道突水影响因素 |
| 6.1.2 岩溶隧道突水模拟工况设计 |
| 6.2 岩溶隧道突水灾变过程工程尺度模拟 |
| 6.2.1 工程尺度模拟三维数值模型 |
| 6.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程分析 |
| 6.3 岩溶隧道突水影响因素分析 |
| 6.3.1 溶洞发育规模 |
| 6.3.2 溶洞水压力 |
| 6.3.3 围岩弹性模量 |
| 6.3.4 围岩抗拉强度 |
| 6.3.5 隧道埋深 |
| 6.3.6 溶洞位置 |
| 6.4 基于数值模拟结果的隧道突水防控措施分析 |
| 6.4.1 最小安全厚度计算结果分析 |
| 6.4.2 岩溶隧道突水防控措施分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 近场动力学岩土工程数值仿真软件及应用 |
| 7.1 数值仿真软件研发 |
| 7.1.1 软件功能设计 |
| 7.1.2 软件架构设计 |
| 7.1.3 软件运行环境 |
| 7.2 数值仿真软件介绍 |
| 7.2.1 用户界面介绍 |
| 7.2.2 使用方法介绍 |
| 7.3 应用实例分析 |
| 7.3.1 模型概况 |
| 7.3.2 模拟结果分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间申请的专利 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）西北矿区浅表水系统稳定性控制机理与矿区规划原则 ——以榆神矿区为例（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义(Research Background and Significance) |
| 1.2 国内外研究现状(Current Research Status) |
| 1.3 主要研究内容、方法和技术路线(Main research contents,methods and technical routes) |
| 1.4 主要创新点(Main Innovations in Dissertation) |
| 2 榆神矿区煤水赋存特征及覆岩(土)物理力学特性 |
| 2.1 我国西北矿区煤水资源分布特点(Coal and Water Resource Distribution in Northwest Coalfields) |
| 2.2 榆神矿区地质条件概况(Geological Settings of Yushen Mining Area) |
| 2.3 榆神矿区地质条件分类 (Geology classification regarding Yushen Mining Area) |
| 2.4 覆岩土物理力学特性(Physical and Mechanical Properties of Overlying Rocks/Soils) |
| 2.5 本章小结(Chapter summary) |
| 3 采动覆岩等效渗透系数确定方法及演化规律 |
| 3.1 采动岩土损伤及渗流应力关系(Rock/Soil Damage due to Mining and Seepage-Stress Relationship) |
| 3.2 采动覆岩变形损伤及渗透特性演化特征(Evolution of Strata Deformation and Damage and Permeability Characteristics) |
| 3.3 采动覆岩等效渗透系数计算方法(Calculation Method for Equivalent Permeability Coefficient of Overburden Strata) |
| 3.4 采动覆岩等效渗透系数时空演化模型(Temporal and spatial evolution model of equivalent permeability coefficient) |
| 3.5 本章小结(Chapter Summary) |
| 4 采动浅表水系统稳定性评价及控制机理 |
| 4.1 采动浅表水漏失机制(Mechanism of mining-induced shallow water loss) |
| 4.2 考虑开采扰动的等效渗透系数数值化处理方法(Numerical method for equivalent permeability coefficient processing considering mining disturbance) |
| 4.3 采动浅表水定量评价模型及演化特征(Quantitative evaluation model of shallow water and its evolution characteristics) |
| 4.4 采动浅表水系统稳定性影响因素(Factors influencing the stability of shallow water system) |
| 4.5 本章小结(Chapter Summary) |
| 5 榆神矿区浅表水系统稳定约束下的矿区规划原则 |
| 5.1 榆神矿区开采浅表水系统稳定性评价(Stability evaluation of shallow water system in case area) |
| 5.2 基于浅表水系统稳定的矿井布局方法(Mine layout method based on shallow water system stability) |
| 5.3 榆神矿区三、四期局部区域矿井布局(Layout of local mines in the 3rd and 4th phases of Yushen area) |
| 5.4 榆神矿区典型地质条件矿井布局 (Layout of mines with representative geological settings in Yushen area) |
| 5.5 基于浅表水系统稳定的矿区规划原则(Mine planning principle considering shallow water system stabilization) |
| 5.6 本章小结(Chapter summary) |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论(Main Conclusions) |
| 6.2 展望(Prospect) |
| 参考文献 |
| 附录1 各向异性岩石模拟方法及细观节理损伤演化 |
| 附录2 破碎煤岩体渗透率模型 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）致密油气藏多相流毛管力效应的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 致密油气藏简介 |
| 1.2 低渗透非线性渗流 |
| 1.3 毛管力非均质性简介 |
| 1.4 油藏数值模拟中的井模型 |
| 1.5 本文的研究工作 |
| 第2章 基质-裂缝界面条件 |
| 2.1 基质裂缝界面流动 |
| 2.1.1 控制方程 |
| 2.1.2 三种界面流动状态 |
| 2.2 可压缩流体的基质裂缝界面特征 |
| 2.2.1 流动状态一: 基质到裂缝两相流 |
| 2.2.2 流动状态二: 基质到裂缝单相流 |
| 2.2.3 流动状态三: 裂缝到基质两相流 |
| 2.2.4 基质-裂缝界面流量交换计算方法 |
| 2.3 低渗透考虑边界层效应的非线性渗流的基质裂缝界面特征 |
| 2.3.1 考虑边界层效应的非线性流数学模型 |
| 2.3.2 流动状态一: 基质到裂缝两相流 |
| 2.3.3 流动状态二: 基质到裂缝单相流 |
| 2.3.4 流动状态三: 裂缝到基质两相流 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 考虑毛管力末端效应的低渗透井模型 |
| 3.1 井模型简介 |
| 3.1.1 Peaceman井模型简介 |
| 3.1.2 Ding井模型简介 |
| 3.2 考虑毛管力末端效应的两相流井模型 |
| 3.2.1 注入井讨论 |
| 3.2.2 考虑毛管力效应的生产井井模型 |
| 3.2.3 生产井模型的计算过程 |
| 3.3 算例验证 |
| 3.3.1 不可压缩两相流井模型 |
| 3.3.2 可压缩两相流井模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于毛管力效应分析油水两相稳态渗流 |
| 4.1 油水两相稳态渗流实验测量步骤 |
| 4.2 两相毛管力导致的非线性渗流分析 |
| △P_cri)'>4.2.1当压差较大时的线性流动（△P>△P_cri) |
| △P_(cri)）'>4.2.2 当压差较小时的非线性流动（△P>△P_(cri)） |
| 4.3 毛管力非线性渗流特征影响因素分析 |
| 4.3.1 不同油水流量比条件下的非线性渗流特性 |
| 4.3.2 岩心的渗透率对非线性流动以及拟启动压力差的影响 |
| 4.3.3 不同相渗曲线对拟启动压力差的影响 |
| 4.3.4 粘度对拟启动压力差的影响 |
| 4.3.5 湿润性对拟启动压力差的影响 |
| 4.3.6 考虑边界层效应以及毛管力效应的非线性流动 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基质-裂缝多尺度系统两相流非线性特征分析 |
| 5.1 数学分析 |
| 5.1.1 当压差较小时,基质流动呈现非湿润相单相流（△p_(nw)≤△p_(cr)） |
| 5.1.2 当压差较大时,基质内两相都可以流动（△p_(nw)≤△p_(cr)） |
| 5.2 裂缝基质系统中的非线性特征影响因素分析 |
| 5.2.1 两相流的非线性关系验证 |
| 5.2.2 基质饱和度对非线性流动影响分析 |
| 5.2.3 基质的渗透率对非线性流动影响分析 |
| 5.2.4 考虑边界层效应对非线性渗流的影响 |
| 5.2.5 储层中裂缝密度对两相非线性渗流的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 对未来工作的展望 |
| 附录A: 关于稳态法测定两相流动相渗曲线的数学说明 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文 |
（5）非均质厚油层挖潜剩余油有效驱动单元渗流理论研究及应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 非均质厚油层研究现状 |
| 1.2.2 非均质厚油层剩余油形成机理研究现状 |
| 1.2.3 流动单元法研究非均质厚油层剩余油分布现状 |
| 1.2.4 剩余油挖潜方法研究现状 |
| 1.3 课题研究内容及方法 |
| 1.3.1 研究内容和研究目标 |
| 1.3.2 研究思路 |
| 2 非均质厚油层剩余油受控因素实验研究 |
| 2.1 实验模型设计原理 |
| 2.2 实验设备与实验步骤 |
| 2.2.1 实验设备 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.3 不同非均质条件水驱特征研究 |
| 2.3.1 正韵律非均质模型水驱特征 |
| 2.3.2 反韵律非均质模型水驱特征 |
| 2.3.3 含夹层非均质模型水驱特征 |
| 2.3.4 夹层和韵律双非均质模型水驱特征 |
| 2.4 基于机器学习方法的重力对厚油层剩余油影响研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 非均质厚油层三维有效驱动单元渗流数学模型研究 |
| 3.1 有效驱动单元的定义 |
| 3.2 三维有效驱动单元数学模型建立 |
| 3.2.1 三维油水两相流动的模型 |
| 3.2.2 三维流函数法研究流体在驱动单元中流动 |
| 3.2.3 有效驱动单元三维流函数法的饱和度模型 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 有效驱动单元确定非均质厚油层剩余油分布特征方法研究 |
| 4.1 韵律条件下储层流线表征模型及剩余油饱和度分布特征 |
| 4.1.1 单韵律储层流线及饱和度分布 |
| 4.1.2 复合韵律流线及饱和度分布 |
| 4.2 夹层条件下储层流线表征模型及剩余油饱和度分布特征 |
| 4.2.1 夹层存在条件下储层有效驱动单元理论模型 |
| 4.2.2 注水井钻遇夹层时储层流线及饱和度分布 |
| 4.2.3 注水井未钻遇夹层储层流线及饱和度分布 |
| 4.3 注采不完善条件下储层流线表征模型及饱和度分布特征 |
| 4.3.1 注采完善程度对储层流线及饱和度分布的影响 |
| 4.3.2 井网完善程度对储层流线及饱和度分布的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于有效驱动单元的流场重构及剩余油挖潜方法研究 |
| 5.1 构型影响下剩余油分布特征 |
| 5.2 构型影响下厚油层剩余油挖潜方法 |
| 5.2.1 韵律型剩余油挖潜方法 |
| 5.2.2 夹层遮挡型剩余油挖潜方法 |
| 5.2.3 井网未控制型剩余油挖潜方法 |
| 5.2.4 其他类型剩余油挖潜方法 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 有效驱动单元理论在实际矿场中的应用及分析 |
| 6.1 区块地质特征 |
| 6.2 区块开发现状 |
| 6.3 开发存在的主要问题 |
| 6.3.1 无效驱替情况严重,开发效益差 |
| 6.3.2 综合含水高、剩余油分布高度零散,控水挖潜难度大 |
| 6.4 有效驱动单元理论在实际区块应用分析 |
| 6.4.1 三维有效驱动单元渗流模型在典型井组中的应用验证 |
| 6.4.2 实际区块整体挖潜方案设计 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论及创新点 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 存在的问题及展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 目标区块有效驱动单元分区、分井划分结果 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）致密储层嵌入离散裂缝模型的研究及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 致密储层开发现状 |
| 1.2 含裂缝的致密油藏数值模拟 |
| 1.3 页岩气藏数值模拟 |
| 1.4 致密储层CO_2驱数值模拟 |
| 1.5 毛管力非均质性 |
| 1.6 本文的研究工作 |
| 第2章 嵌入离散裂缝模型简介 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 离散裂缝模型及离散方法 |
| 2.3 嵌入离散裂缝模型 |
| 2.3.1 Lee等人提出的嵌入离散裂缝模型 |
| 2.3.2 考虑裂缝两侧的窜流量的嵌入离散裂缝模型 |
| 2.4 嵌入离散裂缝模型研究要点分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 压裂页岩气井多尺度渗流模型 |
| 3.1 数学模型 |
| 3.1.1 含裂缝的多尺度模型 |
| 3.1.2 压裂改造区的压敏效应 |
| 3.2 方程离散及求解方程 |
| 3.2.1 方程离散 |
| 3.2.2 非线性代数方程组的解法 |
| 3.3 压裂评估相关方法 |
| 3.3.1 裂缝确定方法 |
| 3.3.2 历史拟合算法 |
| 3.4 四川页岩气藏压裂效果评估 |
| 3.4.1 历史拟合算例1 |
| 3.4.2 历史拟合算例2 |
| 3.4.3 历史拟合算例3 |
| 3.4.4 压裂效果评估 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 CO_2驱投影嵌入离散裂缝模型 |
| 4.1 全组分模型 |
| 4.1.1 质量守恒方程 |
| 4.1.2 状态方程 |
| 4.1.3 闪蒸计算 |
| 4.1.4 投影嵌入离散裂缝模型及方程离散 |
| 4.2 传导系数计算的改进 |
| 4.2.1 现有传导系数算法的局限性 |
| 4.2.2 传导系数算法改进 |
| 4.2.3 算例验证 |
| 4.3 投影方案的补充 |
| 4.3.1 现有投影方案的局限性分析 |
| 4.3.2 改进方案 |
| 4.3.3 算例验证 |
| 4.4 三维模型应用 |
| 4.4.1 投影方案 |
| 4.4.2 传导系数计算 |
| 4.4.3 方程离散 |
| 4.5 三维数值算例 |
| 4.5.1 直裂缝算例 |
| 4.5.2 斜裂缝算例 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 考虑毛管力间断的嵌入离散裂缝模型 |
| 5.1 一维基质-裂缝邻域解析解 |
| 5.2 模型改进 |
| 5.3 直裂缝算例 |
| 5.4 斜裂缝算例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文工作的创新点 |
| 6.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文 |
（7）基于格子Boltzmann方法混凝土耐久性影响离子传输的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 钙离子传输研究现状 |
| 1.2.2 混凝土界面过渡区研究现状 |
| 1.2.3 氯离子传输研究现状 |
| 1.3 目前存在的问题 |
| 1.4 本文研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 LBM基本理论 |
| 2.1 LBM简介 |
| 2.1.1 LBM的发展 |
| 2.1.2 LBM的原理和基本模型 |
| 2.2 LBM边界处理 |
| 2.2.1 周期性格式 |
| 2.2.2 对称边界处理格式 |
| 2.2.3 反弹格式 |
| 2.2.4 非平衡外推格式 |
| 2.3 LBM的单位转化 |
| 2.4 LBM的程序实现 |
| 第三章 混凝土ITZ裂隙溶蚀模拟研究 |
| 3.1 ITZ微观裂隙生成 |
| 3.1.1 QSGS生成法 |
| 3.1.2 ITZ裂隙生成 |
| 3.2 理论模型 |
| 3.2.1 裂隙渗流控制方程 |
| 3.2.2 裂隙溶质传输方程 |
| 3.2.3 裂隙表面溶解机制 |
| 3.3 LBM数值模型 |
| 3.3.1 速度场演化方程 |
| 3.3.2 浓度场演化方程 |
| 3.3.3 边界处理及单位转化 |
| 3.4 模型验证 |
| 3.4.1 半无限区域内溶质的对流-扩散问题 |
| 3.4.2 矩形区域内的反应-扩散问题 |
| 3.5 分析讨论 |
| 3.5.1 渗流流速影响 |
| 3.5.2 Ca(OH)_2含量影响 |
| 3.5.3 Ca(OH)_2排布状态影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 氯离子侵蚀混凝土模拟研究 |
| 4.1 理论模型 |
| 4.1.1 氯离子扩散模型 |
| 4.1.2 温度场演化模型 |
| 4.2 LBM数值模型 |
| 4.2.1 浓度场演化模型 |
| 4.2.2 温度场演化模型 |
| 4.2.3 边界设置与单位转化 |
| 4.3 模型验证 |
| 4.3.1 考虑时间衰减作用的一维扩散问题验证 |
| 4.3.2 矩形区域换热-扩散边界验证 |
| 4.4 分析讨论 |
| 4.4.1 水灰比 |
| 4.4.2 饱和度 |
| 4.4.3 昼夜温差 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于LBM的 GUI界面设计 |
| 5.1 ITZ裂隙溶蚀的计算软件 |
| 5.1.1 编写目的 |
| 5.1.2 软件总体设计 |
| 5.1.3 软件功能说明 |
| 5.1.4 案例说明 |
| 5.2 氯离子侵蚀混凝土计算软件 |
| 5.2.1 编写目的 |
| 5.2.2 软件总体设计 |
| 5.2.3 软件功能说明 |
| 5.2.4 案例说明 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.1.1 混凝土ITZ裂隙溶蚀研究结果 |
| 6.1.2 氯离子侵蚀混凝土研究结果 |
| 6.1.3 基于LBM的 GUI界面设计成果 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位其间取得的成果和奖项 |
（8）基于SBFEM的粘弹性确定性/不确定性问题的数值求解方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 确定性粘弹性正问题数值求解研究概况 |
| 1.2.2 确定性粘弹性反问题数值求解研究概况 |
| 1.2.3 不确定性粘弹性正/反问题数值求解研究概况 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 二维粘弹性问题的SBFEM递推求解与敏度分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 粘弹性问题的递推控制方程 |
| 2.3 粘弹性问题的SBFEM递推求解方程 |
| 2.4 基于SBFEM的自适应敏度分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于SBFEM的二维旋转周期对称粘弹性结构的分块递推算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 旋转周期对称结构 |
| 3.3 旋转周期对称粘弹性结构的分块递推方程 |
| 3.4 数值算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 第三类边界条件问题的SBFEM求解方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 二维静力问题中的第三类边界条件 |
| 4.3 三种第三类边界条件问题的求解方法 |
| 4.3.1 线性第三类边界条件问题的求解 |
| 4.3.2 非线性第三类边界条件问题的求解 |
| 4.3.3 时间相关的第三类边界条件问题的求解 |
| 4.4 具有旋转周期对称性的第三类边界条件问题分块求解 |
| 4.5 数值算例 |
| 4.5.1 线性第三类边界条件算例 |
| 4.5.2 非光滑双线性第三类边界条件算例 |
| 4.5.3 粘弹性第三类边界条件算例 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于SBFEM-TPAA的区域非均质粘弹性反问题求解 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 区域非均质粘弹性问题的SBFEM递推方程 |
| 5.3 区域非均质粘弹性反问题求解 |
| 5.4 数值算例 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于SBFEM-TPAA的不确定粘弹性正/反问题求解 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 区域非均质粘弹性区间不确定性正/反问题求解 |
| 6.2.1 基于Taylor展开的区域非均质粘弹性区间不确定性正问题求解 |
| 6.2.2 基于Taylor展开的区域非均质粘弹性区间不确定性反问题求解 |
| 6.2.3 数值算例 |
| 6.3 区域非均质粘弹性概率不确定性正/反问题求解 |
| 6.3.1 区域非均质粘弹性概率不确定性正问题求解 |
| 6.3.2 位移均值和标准差的敏度分析 |
| 6.3.3 区域非均质粘弹性概率不确定性反问题求解 |
| 6.3.4 数值算例 |
| 6.4 基于SBFEM-TPAA的粘弹性随机场问题求解 |
| 6.4.1 粘弹性随机场的Karhunen-Loève展开 |
| 6.4.2 粘弹性随机场问题的SBFEM递推求解方程 |
| 6.4.3 粘弹性随机场响应的概率特征自适应求解 |
| 6.4.4 数值算例 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A SBFEM的坐标系统及其基本方程 |
| 附录B 粘弹性无限域与粘弹性第三类边界条件的等效证明 |
| 附录C Fredholm积分特征值方程的求解 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）考虑渗透系数非均质性的地下洞室群渗流场分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 渗透系数的空间分布的研究进展 |
| 1.2.2 初始渗流场的反演方法研究进展 |
| 1.2.3 地下洞室群施工期非稳定渗流分析的研究 |
| 1.3 论文思路与主要工作 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 基于克里金插值的非均质渗流场分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 渗透系数空间分布的理论及方法 |
| 2.2.1 区域化变量理论 |
| 2.2.2 变异函数的计算 |
| 2.2.3 克里金法原理 |
| 2.3 基于克里金插值的渗流场分析步骤 |
| 2.4 方法应用 |
| 2.4.1 数据处理及统计 |
| 2.4.2 变异函数的拟合 |
| 2.4.3 交叉验证 |
| 2.4.5 克里金插值结果分析 |
| 2.4.6 均质渗流场与非均质渗流场的对比分析结果 |
| 2.5 工程实例 |
| 2.5.1 工程概况 |
| 2.5.2 数据处理及统计分析 |
| 2.5.3 空间分布规律 |
| 2.5.4 克里金插值结果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于相关向量机与布谷鸟算法的初始渗流场反演分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 RVM和CS算法基本原理 |
| 3.2.1 RVM原理 |
| 3.2.2 CS算法原理 |
| 3.3 基于RVM-CS的边界水位反演模型 |
| 3.3.1 三维稳定渗流场计算原理 |
| 3.3.2 边界水位反演的数学表达 |
| 3.3.3 反演模型的构造 |
| 3.4 工程实例 |
| 3.4.1 工程概况 |
| 3.4.2 替代模型的建立 |
| 3.4.3 基于CS算法的边界水位反演 |
| 3.4.4 初始渗流场模拟 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 地下洞室群施工期的非均质非稳定渗流场分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 三维非稳定渗流计算原理 |
| 4.3 密集排水孔幕模拟 |
| 4.4 工程实例 |
| 4.4.1 工程概况 |
| 4.4.2 有限元计算模型 |
| 4.4.3 均质与非均质渗流模型计算结果对比 |
| 4.4.4 不同开挖顺序下的非均质渗流场分析结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（10）堤坝蚁穴与盐土防蚁屏障水盐运移特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 堤坝蚁穴系统 |
| 1.2.1 堤坝蚁穴系统的结构 |
| 1.2.2 堤坝蚁穴系统的稳定性 |
| 1.3 盐土防蚁屏障 |
| 1.3.1 金属盐在白蚁防治中的应用 |
| 1.3.2 食盐在白蚁防治中的应用 |
| 1.3.3 盐土防蚁屏障在白蚁防治中的应用 |
| 1.4 土壤大孔隙流 |
| 1.4.1 土壤大孔隙 |
| 1.4.2 土壤大孔隙流特点 |
| 1.4.3 土栖动物导致的大孔隙流 |
| 1.5 土壤大孔隙优先流水盐运移研究 |
| 1.5.1 直接观测技术 |
| 1.5.2 室内模型试验 |
| 1.5.3 数学模型研究 |
| 1.6 本文的主要工作内容 |
| 1.6.1 研究目标 |
| 1.6.2 研究方案 |
| 1.6.3 预期目标 |
| 第二章 白蚁对土壤环境pH因子的选择性分析 |
| 2.1 白蚁巢穴土壤pH值特性 |
| 2.2 钱塘江海塘典型区段白蚁调查 |
| 2.3 现场采样土壤的pH值观测结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 白蚁通道大孔隙流室内土柱试验与模拟 |
| 3.1 堤坝蚁穴的大孔隙构造单元 |
| 3.2 室内试验装置及步骤 |
| 3.2.1 试验装置 |
| 3.2.2 试验步骤 |
| 3.2.3 注意事项 |
| 3.3 土柱试验水盐运移数值模型 |
| 3.3.1 控制方程 |
| 3.3.2 模拟区域 |
| 3.3.3 初始条件和边界条件 |
| 3.3.4 模型参数 |
| 3.3.5 模型检验 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 模型验证 |
| 3.4.2 溶质淡化机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 堤坝蚁穴系统的水力特点及稳定性研究 |
| 4.1 堤坝蚁穴系统的主要特征与分类 |
| 4.1.1 蚁穴系统的三维结构特征 |
| 4.1.2 堤坝蚁穴系统的分类 |
| 4.2 堤坝蚁穴系统的非饱和渗流数值模型 |
| 4.2.1 控制方程 |
| 4.2.2 模拟区域 |
| 4.2.3 初始条件和边界条件 |
| 4.2.4 模型参数 |
| 4.3 堤坝蚁穴系统渗流特性分析 |
| 4.3.1 浸润线位置和形状的变化 |
| 4.3.2 渗流面的水通量 |
| 4.4 蚁穴系统对堤坝稳定性影响评价 |
| 4.4.1 整体稳定性分析 |
| 4.4.2 局部稳定性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 堤坝盐土防蚁屏障盐分淡化机理研究 |
| 5.1 堤坝盐土防蚁屏障构造 |
| 5.1.1 初始掺盐量 |
| 5.1.2 初始掺盐的位置 |
| 5.2 堤坝盐土防蚁屏障水盐运移数学模型 |
| 5.2.1 控制方程 |
| 5.2.2 模拟区域 |
| 5.2.3 初始条件和边界条件 |
| 5.2.4 模型参数 |
| 5.3 盐分淡化的空间矩分析方法 |
| 5.4 堤坝盐土防蚁屏障水盐运移特性分析 |
| 5.4.1 不同水位变化情景分析 |
| 5.4.2 不同饱和渗透系数影响分析 |
| 5.4.3 不同降雨入渗条件下情景分析 |
| 5.5 蚁道对盐土防蚁屏障水盐运移的影响 |
| 5.5.1 蚁道位置的影响 |
| 5.5.2 蚁道贯通度的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 堤坝盐土防蚁屏障工程应用研究 |
| 6.1 堤坝盐土防蚁屏障应用技术 |
| 6.1.1 浸润线位置确定方法 |
| 6.1.2 冲抓套井回填施工方法 |
| 6.2 盐土防蚁屏障技术在均质坝中的应用 |
| 6.2.1 模型概化 |
| 6.2.2 初始条件和边界条件 |
| 6.2.3 模型参数 |
| 6.2.4 结果分析 |
| 6.3 盐土防蚁屏障技术在心墙坝中的应用 |
| 6.3.1 模型概化 |
| 6.3.2 初始条件和边界条件 |
| 6.3.3 模型参数 |
| 6.3.4 结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目及获奖情况 |
| 学位论文数据集 |
四、采用非规则区域有限分析5点格式计算均质渗流（论文参考文献）
- [1]高温下砂质泥岩物理力学特性的各向异性演化规律及其应用[D]. 曹孟涛. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法[D]. 高成路. 山东大学, 2021(11)
- [3]西北矿区浅表水系统稳定性控制机理与矿区规划原则 ——以榆神矿区为例[D]. 张帅. 中国矿业大学, 2021
- [4]致密油气藏多相流毛管力效应的研究[D]. 姚瑜敏. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]非均质厚油层挖潜剩余油有效驱动单元渗流理论研究及应用[D]. 王九龙. 北京科技大学, 2021
- [6]致密储层嵌入离散裂缝模型的研究及应用[D]. 李占科. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [7]基于格子Boltzmann方法混凝土耐久性影响离子传输的数值模拟研究[D]. 张跃. 昆明理工大学, 2021(02)
- [8]基于SBFEM的粘弹性确定性/不确定性问题的数值求解方法研究[D]. 王崇帅. 大连理工大学, 2020(01)
- [9]考虑渗透系数非均质性的地下洞室群渗流场分析[D]. 李雅琦. 西安理工大学, 2020(01)
- [10]堤坝蚁穴与盐土防蚁屏障水盐运移特征研究[D]. 李颖. 浙江工业大学, 2020(02)