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地区：浙江
开云优惠体育网页版入口名称:多尺度多孔介质热质传递的细观分形理论和模型研究
开云优惠体育网页版入口登记号:DJ517225J2
知识产权:国际先进
完成单位
序号 单位名称 通讯地址
1 中国计量大学 浙江省杭州市钱塘区学源街258号
完成人
序号 姓名 工作单位 对开云优惠体育网页版入口的贡献
1 徐鹏 中国计量大学 项目负责人
2 邱淑霞 中国计量大学 数学建模
3 姜舟婷 中国计量大学 分子动力学模拟
4 杨静华 中国计量大学 微尺度建模
5 柳海成 中国计量大学 分形分形
6 张利培 中国计量大学 数据处理
开云优惠体育网页版入口简介:
随着微纳开云优惠体育网页版入口的发展，尤其是以页岩气为代表的非常规油气资源勘探开发技术的进步，多尺度多孔介质的输运过程不仅是力学、物理学和工程热物理领域的学术前沿和研究热点，而且是石油、化工和环境等领域高新技术的理论基。型喙夭底蜕短峁┲匾。本项目围绕页岩、煤岩、污泥等多尺度多孔介质的热质传递过程，从分形几何、统计物理、分子动力学和传热传质的原理出发，结合实验测量、数值模拟和理论分析手段，在多尺度孔裂隙的表征方法和理论、微纳尺度和跨尺度热质传递特性和机理、多物理场耦合特性等方面开展了深入研究，取得了一系列原创性科研开云优惠体育网页版入口。 (1) 发展了一套精细表征多尺度多孔介质的分形理论和方法，提出了数字重构多孔介质的数值算法。根据分形几何理论，建立了定量表征多孔介质尺度分布、弯曲流线、粗糙表面和分叉拓扑的分形标度律，发展了孔隙累计体积分布和孔隙尺度的分形标度关系，提出了多孔介质迂曲度与孔隙率的定量关系，得到了迂曲度分形维数的显示解析表达式；基于SEM、CT、低场核磁共振以及吸附解吸等实验数据，得到了页岩、煤岩、污泥等多种多孔介质的分形特征；结合蒙特卡洛模拟和随机分形方法，发展了重构多尺度多孔介质数字结构的数值算法。 (2) 建立了多尺度多孔介质输运过程的孔隙尺度物理模型，揭示了多尺度热质传递机理与特性。发展了分形毛管束模型、分形孔喉模型、热电模拟模型等多个孔隙尺度物理模型，研究了多尺度多孔介质的单相和多相渗流、达西与非达西渗流、传热与扩散以及电渗流等输运过程，得到了多尺度多孔介质的有效输运特性，建立了多尺度多孔介质微细结构和宏观输运特性的定量关联，提出并研究了多孔介质流体输运和热输运的映射关系。 (3) 提出了多孔介质多尺度输运和多场耦合的分形方法，揭示了裂缝型多孔介质的多尺度多场耦合特性。基于分形方法构建多孔介质有效输运参数的显示表达式，并利用有限元方法求解宏观热质输运方程，建立介质微观结构和性质与宏观特性的定量关系，提出了一种计算跨尺度输运和热流固耦合的高效方法；根据裂缝尺度分布的分形标度律建立了裂缝型多孔介质的渗流和热流固耦合模型，揭示了裂缝结构、温度场和应力场对于渗流场的影响机理。 本项目发展了一套较为完整的研究多尺度多孔介质的细观传热传质理论、模型和方法，建立了预测多尺度多孔介质输运参数的理论和方法，为非常规油气资源和地热资源高效开发、二氧化碳封存技术以及燃料电池设计加工等领域提供理论依据和技术支持，进一步丰富和发展多孔介质传热传质理论。本项目执行期间培养硕士研究生5人，出版英文专著1部和英文章节1章，发表期刊论文22篇和会议论文15篇，授权美国专利1项和实用新型专利2项。项目发展的多孔介质热质传递细观分形理论作为主要创新点获得了浙江省自然科学三等奖，项目关于多孔介质细观模型方面的开云优惠体育网页版入口成功应用到超高压污泥脱水和电渗脱水的机理分析，该开云优惠体育网页版入口作为主要发现点获得了中国产学研合作创新开云优惠体育网页版入口优秀奖和浙江省开云优惠体育网页版入口进步三等奖。
评价（鉴定、验收）委员会名单
序号 姓名 单位 专业领域 职称
组织评价单位:浙江省自然科学基金委员会
评价（鉴定、验收）意见:


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