导读:本文包含了气二相流论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:二相,多相,数值,入渗,模型,基质,吸力。
气二相流论文文献综述
李智[1]（2017）在《降雨条件下非饱和带水—气二相流驱替规律研究》一文中研究指出非饱和带是连接大气与饱和带之间水量和能量循环的关键环节,除了固体骨架外,非饱和带内的孔隙被水流和气体完全充满,是一个典型的水-气二相流系统。众多研究表明气相的存在对非饱和带内水流运动与物质交换具有不可忽略的影响,而且降雨入渗过程是激发非饱和带水-气二相运动的主要因素,水流的下渗会压缩非饱和带内的气体,而被压缩的气体进而又会阻碍水流的下渗,所以研究降雨条件下非饱和带水-气二相流驱替规律对了解水资源在大气-非饱和带-地下水系统内的运动过程具有十分重要的意义。由于其理论的复杂性以及实验条件的限制,对降雨条件下非饱和带水-气二相流驱替规律的研究一直是热点问题。因此,本文以非饱和带水-气二相流理论为基础,依托长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室,分别设计实验室尺度和原位尺度下的一维实验,并使用国外先进传感器观测相关变量,通过分析实测数据,探究岩性和地下水位的变化对降雨条件下非饱和带水-气二相流运动的影响以及不同气象因素与气相压力的相关性,并对降雨条件下非饱和带水-气二相流耦合模型进行数值模拟,分析模拟软件的仿真性。主要得出了以下结论:(1)在地下水位保持不变时,剖面含水率随着降雨强度的增大而增大,其中非饱和带上部含水率随着雨强变化产生的差异较大,毛细上升带内含水率的差异较小;当雨强不变而地下水位变深时,非饱和带内水流下渗的越快;对比不同地下水位条件下气相压力发现,在降雨强度相同时,不论地下水位埋深是多少,气相压力的最大值总是出现在非饱和带的深部,且地下水位越浅,非饱和带内气体所受的压缩作用越大,气压的峰值越大。(2)分析不同条件下降雨累计入渗量发现,在降雨开始的短时间内入渗补给量快速增大,之后缓慢上升直至不再增加;不同地下水位条件下入渗总时间之间存在倍数关系,以地下水位z=0.5m为基础,z=0.7m条件下的降雨入渗总时间大约是其的2.2倍;z=1.0m条件下的降雨入渗总时间大约是其的3.2倍。(3)气相压力和气象要素之间存在相关性。风速与气相压力呈正相关,大气压波动和相对湿度与气相压力呈负相关,气相压力和上述气象要素的相关性不随岩性的变化而改变,在非饱和带水-气二相流问题中建议将大气边界作为上边界。(4)对比降雨条件下不同岩性气相压力的差异发现,气相压力的变化不仅与气象因素有关,也与入渗的水流对气体的压缩作用有关;根据不同岩性条件下非饱和带气相压力的变化特征将非饱和带分为风速影响带、过渡带和压缩影响带。风速影响带位于距地表0~50cm范围内,叁种岩性气相压力的大小关系为细砂>中砂>粗砂,主要受风速的影响;压缩影响带在距地表100cm以下的范围内,叁种岩性气相压力的大小关系为粗砂最大,中砂和细砂相对较小,主要受压缩作用影响;过渡带在50cm~100cm范围内,叁种岩性气相压力的大小关系不明显,受风速和压缩作用的共同影响。(5)对比降雨条件下岩性对剖面含水率的影响发现,非饱和带内越深位置处的含水率响应降雨的滞后时间越长;土表的含水率、气压等状态变量受多种因素影响,变化过程复杂;岩性因素不仅对含水率的量值有影响,而且从距地表100cm开始对含水率响应降雨的时间也有影响,粗砂内的水流最先到达非饱和带底部。(6)分析不同岩性对降雨入渗量的影响发现,无论当天有没有发生降雨,各种岩性的日降雨入渗量都大于0,说明降雨的入渗具有滞后效应,其在非饱和带内存留一段时间之后才会补给至地下水;日降雨入渗量大约在降雨过后的3-5天达到最大,之后再逐渐减小。(7)将实测数据与降雨条件下不同地下水位非饱和带水-气二相流数值模拟结果进行对比:发现气相压力和含水率的模拟结果可以很好地验证实测数据所呈现的规律,但TOUGH2会高估气相压力的大小,且地下水位越浅,气相压力的模拟值与实测值的误差越大。TOUGH2对含水率的仿真模拟比较准确,其中对于非饱和带较深范围模拟的误差较小,对表层含水率模拟的误差较大。(本文来源于《长安大学》期刊2017-05-18）
徐园[2]（2016）在《基于水—气二相流—固耦合模型现场试验与数值模拟研究》一文中研究指出目前,在地下工程、环境工程、水利水电工程和油气资源开发等领域均涉及水-气二相流-固耦合作用,因此开展对该问题的研究,具有十分重要的现实意义。数值分析法用于解决饱和-非饱和渗流问题的困难在于土体本构模型、边界条件及计算参数的确定。通过现场试验得到大量的实测数据,会促进数值法的完善。基于此,本文对该问题进行现场试验和数值模拟研究。主要研究内容和成果如下:(1)介绍了水-气二相流模型和应力模型的基本控制方程,明确了应力-应变和耦合关系式,为固体骨架变形与水-气二相流之间耦合方程的建立奠定了理论基础。(2)现场压气试验采用原创设计方案,整个方案由供气系统、压力控制系统以及数据采集系统构成,主要对充气压力170KPa、充气时间24h工况进行介绍,测得该工况下最大隆起量约8mm,影响范围约120m。(3)数值模拟部分,本文采用松弛耦合法建立水-气二相流-固耦合模型。根据松弛耦合原理,探讨了利用多相流模拟程序TOUGH2和岩土力学模拟程序FLAC~(3D)进行水-气二相流-固耦合模拟,并利用C++开发的COUPLING.exe接口程序控制TOUGH2和FLAC~(3D)的有序运行,通过对气相饱和度、孔隙压力、空气损失和地面隆起量等模拟结果进行分析,并与实测值进行对比,表明了耦合模型的合理性,为相关工程应用奠定了基础。(4)对不同工况进行模拟分析,如改变充气时间、改变充气压力以及改变灌入介质,得出在压力一定时充气时间影响了变形范围;在充气时间一定时,充气压力对最大变形量和变形范围均有影响;在作用时间和压力一定时,灌入淡水对变形影响十分微弱。(本文来源于《天津大学》期刊2016-11-01）
孙冬梅,彭海波,张亦飞,S.Semprich[3]（2015）在《基于TOUGH2和FLAC3D的水-气二相流-固耦合模型》一文中研究指出要实现饱和-非饱和土体的水-气二相流-固耦合作用的数值模拟,关键是如何实现渗流场与应力场的耦合,目前,松弛耦合方法不仅精度能够满足一般的工程要求,而且求解方法易于实现,是多相流-固耦合问题研究的主要方向。本研究根据松弛耦合原理,利用TOUGH2/EOS3来模拟水-气二相渗流过程;利用FLAC3D来模拟土体变形;基于水-气二相渗流过程与力学过程的相互影响,给出饱和度-密度、孔隙水压力和气压力-有效应力、体积应变-孔隙率、孔隙率-固有渗透率,以及孔隙率-毛细压力等状态变量之间的耦合关系式;利用C++控制TOUGH2、FLAC3D在流固耦合过程中的有序运行并利用耦合关系式传递相关状态变量,以实现对水-气二相流-固耦合作用的模拟。利用该模型对一现场压气试验进行模拟,通过模型计算值与实测值的对比,验证了模型的准确性和有效性。(本文来源于《地下空间与工程学报》期刊2015年05期）
孙冬梅,冯平,张明进,Semprich,S[4]（2013）在《水-气二相流本构模型参数的反演识别》一文中研究指出在地下水多相流问题的模拟研究中,需要确定各相流体的本构模型参数.为此,首先通过非稳定水-气二相流试验获取砂土中水-气二相流动过程的试验数据,然后建立考虑水相、气相流动及相互溶混的水-气二相流数学模型,采用Marquart-Levenberg最优化算法建立水-气二相流本构关系模型参数反演模型,结合非稳定水-气二相流的试验数据,对水-气二相流本构关系模型(VG和VGM)参数进行了反演识别,得到了与试验中土样相关的水-气二相流本构关系模型参数的最优估计值.将所得到的水-气二相流本构关系模型参数的最优估计值代入到水-气二相流数值模拟模型中,对该非稳定水-气二相流试验过程进行模拟,将对应的模拟值与试验过程的观测值进行对比分析,二者吻合较好,证明了最优参数估计值的准确性和参数反演识别模型的有效性.该研究成果可以为确定多相流系统中与各相流体(包括水相、气相和非水相流体(NAPL))有关的本构关系提供帮助和技术支持.(本文来源于《天津大学学报》期刊2013年03期）
彭海波[5]（2012）在《多孔介质的水—气二相流—固耦合模型研究》一文中研究指出目前很多岩土工程中会涉及到水-气二相流问题，通常水-气二相流的作用会引起固体骨架的变形，而骨架的变形又会影响水-气二相流的流动，这是一个水-气二相流-固耦合过程，研究水-气二相流-固耦合作用，具有重要的实际工程意义。目前，在水利水电工程、地下工程、环境工程、油气资源开发等领域均涉及到水-气二相流-固耦合作用，因此建立一个水-气二相流-固耦合模型，对该问题进行数值模拟分析有着迫切的现实需要。水-气二相流-固耦合涉及到岩土力学、地质学、流体力学等多个学科，是一个多学科相互交叉的问题。流-固耦合根据耦合方式的不同，一般分为紧耦合、松弛耦合和单程耦合。鉴于紧耦合需要建立全耦合方程，数值求解存在一定难度以及单程耦合没有反映相互耦合作用等问题，本文采用松弛耦合法建立水-气二相流-固耦合模型，需要同时建立非饱和土的水-气二相渗流模型、固体骨架变形的力学模型和两个模型的耦合模型。根据松弛耦合原理，本文探讨了利用多相流模拟程序TOUGH2和岩土力学模拟程序FLAC3D对多孔介质进行水-气二相流-固耦合模拟，主要研究内容和成果如下：(1)基于水-气二相流-固耦合过程中流变过程与力学过程的相互影响，提出了水相饱和度与密度、孔隙压力，孔隙率与绝对渗透率、毛细压力等状态变量之间的耦合关系式。(2)以FLAC3D网格模型为基础，利用fish提取生成TOUGH2网格模型的信息，并通过第叁方高级语言格式化生成TOUGH2中的ELEME、CONNE等数据块，生成TOUGH2网格。这样建立的耦合网格模型是完全兼容的，能够进行无缝耦合。(3)通过应力修正法使模型能够同时考虑渗流场中因孔隙压力和密度变化而产生的应力变形。提出了遍历FLAC3D节点上单元体的间接算法和解决方案，使得在FLAC3Dv4.0以前版本中，孔隙压力由单元体形心内插到节点的过程，也能够无缝地进行，提高了模拟精度。(4)利用C++开发出FLAC-TOUGH接口程序，控制TOUGH2、FLAC3D在数值模拟过程中的有序运行并利用耦合关系式传递相关状态变量，以实现对水-气二相流-固耦合模拟。(5)使用FLAC-TOUGH接口程序对德国埃森市现场压气试验算例进行水-气二相流-固耦合模拟，模拟结果显示接口程序对水-气二相流-固耦合模拟是可行和有效的。(本文来源于《天津大学》期刊2012-11-01）
张晓悦,王栋,张晓乐,沈跃军[6]（2012）在《基于水-气二相流模型的土坡稳定性分析》一文中研究指出为了研究孔隙气压力和负孔隙水压力在土坡稳定分析中所起的作用,基于多相流理论建立水-气二相流模型,利用此模型对稳定渗流情况和降雨情况下的土体边坡内水相和气相的渗流状态进行模拟,根据模拟得到的孔隙气压力和孔隙水压力值求出土坡安全系数。计算结果表明,土坡非饱和区负孔隙水压力的存在较大地提高了土坡稳定性,在稳定渗流情况下,孔隙气压力对土坡稳定的影响可忽略,在降雨情况下,非饱和区产生的孔隙气压力使得安全系数减小,滑动面与地下水位的距离越大,非饱和区的孔压对土坡稳定的影响越大。(本文来源于《水利水电科技进展》期刊2012年02期）
羌鑫梁,沈华[7]（2011）在《宽顶堰淹没出流水气二相流数值模拟》一文中研究指出采用VOF方法对宽顶堰淹没出流进行水气二相流数值模拟,其数值计算结果与模型试验结果比较吻合,表明宽顶堰淹没出流水气二相流数值模拟是可行的。(本文来源于《广东水利水电》期刊2011年04期）
李云良[8]（2010）在《降雨条件下非饱和带水—气二相流模拟研究》一文中研究指出降雨条件下非饱和带水-气二相流问题是目前国内外研究备受关注的问题。多数研究仅限于非饱和带中的水相运动,而对于气相的研究甚少,或者直接忽略气相的作用。实际上,水在非饱和带中的流动是水、气两相流体在土壤孔隙通道中相互驱替的一个复杂过程,尤其在干旱-半干旱地区大强度降雨、有压入渗等问题上,土壤中气相压力在入渗水流作用下,由于瞬间不可能完全消散,气压的急剧增加将对水流的运移产生不可忽略的影响。本文在总结和分析前人成果的基础上,以非饱和带水-气二相流为研究主线,通过室内物理模拟实验、数值模拟以及理论分析等手段的结合,重点对降雨入渗条件下非饱和带水气二相压力变化、水气动力场特征以及影响因素等进行机理揭示。利用实测资料对非饱和带水、气二相耦合模型进行识别与校正,并应用该模型进一步揭示非饱和带水、气二相流的运移机理。获得了以下成果和认识：(1)根据已有的实测资料对非饱和带水气耦合模型进行识别与验证,无论是梯度场.还是降速场的拟合,其整体形态的宏观效果较好,基本上反映了水气二相流的运移规律。(2)通过水、气饱和度以及气相压力的变化,进一步验证了气相与水相之间的关系：气压与含水率或水相饱和度呈负相关性,与负压或气相饱和度呈正相关性。(3)通过模型参数的敏感度分析可知,绝对渗透率、相对渗透率和毛细压力对模拟计算气压值的敏感度较强；介质的密度和孔隙度对计算结果几乎没有影响,敏感度较低。(4)降雨条件下,水流基本以垂向运动为主,其垂向入渗速率远大于横向入渗速率；气体由于入渗水流的压缩作用将会冲破上覆水层由地表逃逸,主要以垂向运动为主。但气体随着湿润峰的推移逐渐运移至潜水面处,由于受到潜水面的阻滞作用,气体存在着明显的水平运移,此外,不同的侧边界条件对气体的排泄方式有重要的影响。(5)非饱和带气压值的主要与降雨强度有关。不同的降雨强度对气压值的影响不同,降雨强度越大,水流的入渗速率越快,气压值的变化越为明显。降雨强度的变化导致水流入渗速率的改变,其是影响非饱和带气压值大小的最直接因素。(6)根据剖面气压的模拟结果与物理实验结果对比分析,将降雨条件下剖面气压的变化特征主要划分为叁个区：气压稳定区,分布在近地表处,气压值基本不变；气压变动区,分布在埋深约20cm-60cm处,气压在该区发生压缩和剧增且气压呈波动状态,该区是水-气两相发生相互驱替的主要区域；气压缓增区,该区分布在潜水面以上,气压值增加比较缓慢。(7)通过水气耦合模型与单相流模型对非饱和带剖面水相压力的计算结果可得,耦合模型的计算值更接近实测值,拟合误差小于5%,而单相流模拟结果则偏大；通过两者对潜水面补给通量的计算可得,当降雨强度为120cm/h时,两种模型计算结果相差约240cm3/min；当降雨强度为0.24cm/h时,其结果相差仅为20cm3/min。降雨强度越大,两者的计算结果偏差越大,由此表明大强度降雨条件下气相的影响作用不容忽视。当降雨强度小于0.24cm/h时,耦合模型对潜水面补给通量的计算结果基本相等且耦合模型与单相流模型计算结果偏差较小,相对误差约10%。界定降雨强度小于0.24cm/h时,可忽略气相的影响作用。(本文来源于《长安大学》期刊2010-04-29）
张晓悦,朱岳明[9]（2008）在《水-气二相流模型分析水位下降情况的坝坡稳定性》一文中研究指出水库水位变化会显着改变坝坡的稳定状态,通过建立水-气二相流模型,模拟库水位下降情况下坝体的饱和-非饱和渗流,为了考虑相态随时间和空间的改变,建立主要变量随相态变化的判断准则.利用模拟结果分析某均质土坝的稳定性,研究表明,库水位下降时,空气对渗流起到阻碍作用,坝体的负孔隙气压力增大,基质吸力对坝坡稳定所起的作用明显增大,在坝坡稳定分析中应当全面考虑空气阻力以及基质吸力的作用.(本文来源于《叁峡大学学报(自然科学版)》期刊2008年06期）
孙冬梅,朱岳明,张明进[10]（2007）在《非饱和带水–气二相流数值模拟研究》一文中研究指出为了真实反映非饱和带中流体(水和气)的运移规律和渗透特性,将非饱和带中的孔隙水和孔隙气作为研究对象,基于水-气二相流理论,建立了水-气二相流数学模型。该模型采用积分形式的有限差分法对控制方程进行离散,在应用Newton-Raphson迭代方法得到相应的线性方程组的基础上,编制了叁维计算程序SEEP2P。通过对土坝稳定渗流和降雨入渗情况的计算分析,得出稳定状态的渗流可以近似采用单相流模型来模拟,降雨入渗下的非稳定渗流问题采用水-气二相流模型来模拟更加符合实际。采用水-气二相流模型模拟得到水相、气相的流动状态,为定量研究孔隙气压力对入渗水流的影响提供了有效途径。(本文来源于《岩土工程学报》期刊2007年04期）
气二相流论文开题报告
（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：
目前,在地下工程、环境工程、水利水电工程和油气资源开发等领域均涉及水-气二相流-固耦合作用,因此开展对该问题的研究,具有十分重要的现实意义。数值分析法用于解决饱和-非饱和渗流问题的困难在于土体本构模型、边界条件及计算参数的确定。通过现场试验得到大量的实测数据,会促进数值法的完善。基于此,本文对该问题进行现场试验和数值模拟研究。主要研究内容和成果如下:(1)介绍了水-气二相流模型和应力模型的基本控制方程,明确了应力-应变和耦合关系式,为固体骨架变形与水-气二相流之间耦合方程的建立奠定了理论基础。(2)现场压气试验采用原创设计方案,整个方案由供气系统、压力控制系统以及数据采集系统构成,主要对充气压力170KPa、充气时间24h工况进行介绍,测得该工况下最大隆起量约8mm,影响范围约120m。(3)数值模拟部分,本文采用松弛耦合法建立水-气二相流-固耦合模型。根据松弛耦合原理,探讨了利用多相流模拟程序TOUGH2和岩土力学模拟程序FLAC~(3D)进行水-气二相流-固耦合模拟,并利用C++开发的COUPLING.exe接口程序控制TOUGH2和FLAC~(3D)的有序运行,通过对气相饱和度、孔隙压力、空气损失和地面隆起量等模拟结果进行分析,并与实测值进行对比,表明了耦合模型的合理性,为相关工程应用奠定了基础。(4)对不同工况进行模拟分析,如改变充气时间、改变充气压力以及改变灌入介质,得出在压力一定时充气时间影响了变形范围;在充气时间一定时,充气压力对最大变形量和变形范围均有影响;在作用时间和压力一定时,灌入淡水对变形影响十分微弱。
（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。
气二相流论文参考文献
[1].李智.降雨条件下非饱和带水—气二相流驱替规律研究[D].长安大学.2017
[2].徐园.基于水—气二相流—固耦合模型现场试验与数值模拟研究[D].天津大学.2016
[3].孙冬梅,彭海波,张亦飞,S.Semprich.基于TOUGH2和FLAC3D的水-气二相流-固耦合模型[J].地下空间与工程学报.2015
[4].孙冬梅,冯平,张明进,Semprich,S.水-气二相流本构模型参数的反演识别[J].天津大学学报.2013
[5].彭海波.多孔介质的水—气二相流—固耦合模型研究[D].天津大学.2012
[6].张晓悦,王栋,张晓乐,沈跃军.基于水-气二相流模型的土坡稳定性分析[J].水利水电科技进展.2012
[7].羌鑫梁,沈华.宽顶堰淹没出流水气二相流数值模拟[J].广东水利水电.2011
[8].李云良.降雨条件下非饱和带水—气二相流模拟研究[D].长安大学.2010
[9].张晓悦,朱岳明.水-气二相流模型分析水位下降情况的坝坡稳定性[J].叁峡大学学报(自然科学版).2008
[10].孙冬梅,朱岳明,张明进.非饱和带水–气二相流数值模拟研究[J].岩土工程学报.2007
论文知识图
