【摘 要】
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本论文的研究内容主要包括两个部分:格子Boltzmann方法的基本理论研究(Lattice Boltzmann Method,简称LBM);格子Boltzmann方法在致密砂岩渗流模拟中的应用——基于格子Boltzm
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本论文的研究内容主要包括两个部分:格子Boltzmann方法的基本理论研究(Lattice Boltzmann Method,简称LBM);格子Boltzmann方法在致密砂岩渗流模拟中的应用——基于格子Boltzmann方法的微流道内的障碍绕流数值模拟。在理论研究部分,首先系统地介绍了格子Boltzmann方法的起源、发展和现状,对格子Boltzmann方法的基本理论和背景知识进行了具体的描述,并且给出了标准格子Boltzmann方程的推导过程;介绍了格子Boltzmann方法中常见的粒子速度模型,详细研究了格子Boltzmann方法的边界条件和网格技术。在工程应用部分,对致密砂岩的微观结构以及致密砂岩渗流特征进行了研究,选择了格子Boltzmann方法中的D2Q9模型、周期性格式与反弹边界。首先对二维长条形流道内的流体进行了数值模拟,并将模拟结果与解析结果进行了对比,验证了数值模拟结果的正确性;接着对微纳米级微观孔喉内的二维流体圆柱绕流进行了数值模拟和分析,研究了在微观长条形流道内,流道内存在障碍物的流体流动问题,探讨了不同雷诺数下二维流道内的流动现象,并编写了MATLAB演示程序,进行了可视化数值模拟,达到了预期目的。在以上理论分析与实验研究的基础上,本文将格子Boltzmann方法应用于致密砂岩渗流数值模拟的研究中,并成功应用格子Boltzmann方法对微观长条形喉道内的圆柱障碍绕流进行了的数值模拟,具有一定的创新性。
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