1、本文我們應(yīng)用晶格Boltzmann方法對(duì)滲流學(xué)科的一些復(fù)雜前沿問(wèn)題進(jìn)行了初步的探索。我們的工作主要包括： 1.基于介觀層面，運(yùn)用晶格Boltzmann方法結(jié)合相應(yīng)滲流理論以及數(shù)字圖像重構(gòu)理論，建立了一套新的分析流動(dòng)—反應(yīng)耦合滲流問(wèn)題的數(shù)值分析模型。模擬結(jié)果與解析解基本符合，數(shù)字圖像重構(gòu)技術(shù)反映的結(jié)果表明多孔介質(zhì)內(nèi)流體流動(dòng)和反應(yīng)之間可以發(fā)生強(qiáng)烈的耦合和反耦合現(xiàn)象，同時(shí)可以形成條帶結(jié)構(gòu)這一自組織現(xiàn)象。此外還從更加細(xì)微的角度用晶格Bo

2、ltzmann方法模擬了多孔介質(zhì)中兩種不同濃度流體反應(yīng)擴(kuò)散滲流運(yùn)動(dòng)的演化過(guò)程。 2.基于無(wú)損探測(cè)技術(shù)得到的數(shù)字圖像，結(jié)合晶格Boltzmann方法，建立起了一套實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合的研究低滲透滲流運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模型。計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)和其它理論分析符合較好。數(shù)值研究表明，低滲透介質(zhì)中，流體會(huì)與介質(zhì)固體骨架表面產(chǎn)生吸附作用。吸附層的產(chǎn)生降低了多孔介質(zhì)的滲透率。 3.研究多孔介質(zhì)內(nèi)流體的運(yùn)動(dòng)和傳熱問(wèn)題對(duì)石油工業(yè)，空調(diào)器械設(shè)計(jì)中有重要的意

3、義。我們運(yùn)用晶格Boltzmann方法和修正的Brinkman-Forchheimer-Darcy方程結(jié)合熱傳導(dǎo)方程研究了多孔介質(zhì)內(nèi)對(duì)流換熱。 4.用晶格Boltzmann方法和修正的Brinkman-Forchheimer-Darcy方程結(jié)合相守恒方程提出了涉及熔融碳酸鹽燃料電池多孔電極內(nèi)電化學(xué)動(dòng)力學(xué)，電流分布，以及相擴(kuò)散等問(wèn)題的數(shù)值方法。模擬得到的輸出電流密度與平均氣體擴(kuò)散速度的關(guān)系幾乎與理論結(jié)果一樣。 在文章的最后

4、，我們對(duì)以往的研究工作給出了一個(gè)簡(jiǎn)要回顧，并展望了今后的研究工作。 本文研究工作的創(chuàng)新與特色如下：1.構(gòu)筑了從晶格Boltzmann方程到修正的Brinkman-Forchheimer-Darcy方程和普通Darcy方程的橋梁。 2.運(yùn)用晶格Boltzmann方法結(jié)合數(shù)字圖象重構(gòu)理論，合理地提出了修正的Brinkman-Forchheimer-Darcy方程直接聯(lián)立宏觀反應(yīng)擴(kuò)散方程研究流動(dòng)—反應(yīng)耦合滲流問(wèn)題這一獨(dú)特?cái)?shù)值分

5、析模型。 3.我們首次將Brinkman-Forchheimer-Darcy方程中的合力與低滲透運(yùn)動(dòng)中啟動(dòng)壓力聯(lián)系起來(lái)，并成功地研究了幾個(gè)實(shí)際低滲透問(wèn)題，數(shù)值結(jié)果對(duì)低滲透油田中的三次采油問(wèn)題有指導(dǎo)意義。 4.對(duì)于多孔介質(zhì)內(nèi)自然對(duì)流換熱問(wèn)題，用穩(wěn)定性判據(jù)Rayleigh數(shù)作為研究主體，構(gòu)思新穎，簡(jiǎn)單易行。尤其是對(duì)變孔隙度多孔介質(zhì)內(nèi)對(duì)流換熱問(wèn)題，我們得出了邊緣孔隙度的變化對(duì)問(wèn)題本身起主導(dǎo)作用這一重要結(jié)論。 5.提出了