多孔介质中的渗流物理PDF电子书下载

第一章 多孔介质 1

目录 1

1-1 多孔介质的种类及几何特性 3

1-1-1 多孔介质的定义 3

1-1-2 表征多孔介质的一些几何标量 4

1-1-3 多孔介质的统计学表述方法 6

1-2 孔隙度的量测 9

1-2-1 量测方法 9

1-2-2 具体情况 14

1-3 比面的量测 14

1-3-1 方法 14

1-3-2 具体情况 16

1-4 确定孔隙大小分布情况 16

1-5-1 粒度大小的量测 19

1-5 颗粒大小与孔隙结构之间的对比关系 19

1-5-2 球粒装填理论 20

1-5-3 天然物料的堆积状况 24

1-6 迂曲度的量测 25

1-1-7 多孔介质的流变学性 26

1-7-1 多孔介质？？受力情况 26

1-7-2 多孔介质的形变 28

1-7-3 压实作用 33

1-7-4 多孔质的破裂情况 34

第二章 流体 35

2-1 概述 36

2-2 连续介质理论 36

2-2-1 基本方程式 36

2-2-2 粘性流体渗流的特定情况 37

2-2-3 非牛顿型流动 41

2-3 分子渗流 43

2-4 流体与表面的相互作用 45

2-4-1 吸附作用 45

2-4-2 界面张力 45

2-5 毛管系中的多相流动 49

2-5-1 不混溶流体 49

2-5-2 混溶流体 49

第三章 多孔介质中的静水力学 55

3-1 静水力学原理 55

3-2 多孔介质对流体的吸附作用 56

3-2-1 等温吸附理论 56

3-2-2 应用吸附等温线来测定内表面积 59

3-3 流体在多孔介质中的毛管凝析作用 61

3-3-1 吸附迟滞理论 61

3-3-2 孔隙大小分布的确定 63

3-4 多孔介质中液－液的拟静态驱替 64

3-4-1 毛管压力理论 64

3-4-2 毛管压力的量测 72

3-4-3 毛管压力与孔隙大小分布 74

3-4-4 在多孔介质垂立柱体中流体的静水力学平衡 77

3-4-5 毛管压力概念的局限性 78

3-5 相对润湿性 79

3-5-1 润湿性的概念 79

3-5-2 润湿性的量测 80

3-5-3 润湿热 82

第四章 达西定律 84

4-1 均质流体在多孔介质中的渗流 84

4-2 实验性研究 85

4-2-1 达西实验 85

4-2-2 渗透率概念 86

4-3-1 各向同性的多孔介质 89

4-3 达西定律的微分形式 89

4-3-2 各向异性的多孔介质 91

4-3-3 可压缩的多孔介质 94

4-4 渗透率的量测 104

4-4-1 各向同性渗透率的实验室测定方法 104

4-4-2 各向异性渗透率的测量方法 105

4-4-3 渗透率的就地测量法 106

4-4-4 求渗透率的平均量测值 107

4-5 渗滤理论 110

4-5-1 滤饼的聚积 110

4-5-2 淤灌（农田的放淤和灌溉） 110

第五章 达西定律的各种解法 112

5-1 概述 112

5-2-1 分析解 113

5-2 定常流动 113

5-2-2 模拟求解法 117

5-3 非定常流动 119

5-3-1 概述 119

5-3-2 非定常流的线性近似化理论 120

5-3-3 线性化方程的各种特殊解 122

5-3-4 一般的非定常流动 125

5-3-5 实验解法 128

5-4 带有自由表面的重力渗流 129

5-4-1 现象的物理涵义 129

5-4-2 定常状态的重力渗流 130

5-4-3 非定常状况的重力渗流 133

5-4-4 多孔介质中重力渗流的标配和实验性研究 135

5-5-1 标示法 136

5-5 在地下水水文学中的应用 136

5-5-2 敞顶的含水层 137

5-5-3 自溢的含水层 138

5-5-4 现场应用情况 139

第六章 渗透率的物理方面 141

6-1 经验对比关系 141

6-2 毛管模型 144

6-2-1 模型的概念 144

6-2-2 直毛管模型 145

6-2-3 平行状模型 147

6-2-4 串状模型 149

6-2-5 岔状模型 152

6-2-6 各种试验的比较 153

6-3-1 基本原理 154

6-3 水力半径理论 154

6-3-2 柯兹尼理论 156

6-3-3 柯兹尼理论的修正 160

6-3-4 与水力半径理论有关的实验 161

6-3-5 对柯兹尼理论的评论 163

6-4 多孔介质的结构测定法 164

6-4-1 表面积的测定法 164

6-4-2 其他几何标量的量测 165

6-5 渗透性的阻尼理论 165

6-5-1 基本原理 165

6-5-2 纤维的阻尼理论 166

6-5-3 球状障碍物 168

6-5-4 斯沲克的渗流计算法 172

第七章 一般的渗流方程式 174

7-1 达西定律的局限性 174

7-2-1 实验证据 175

7-2 高速渗流 175

7-2-2 直观推断的对比关系 177

7-2-3 理论方程式 184

7-2-4 “湍流”方程式的解 193

7-3 分子效应 197

7-3-1 概述 197

7-3-2 气体滑脱和分子冲流 198

7-3-3 吸附作用与毛管凝析 203

7-3-4 唯象学上的扩散作用 207

7-4 离子效应 207

7-4-1 实验证据 207

7-4-2 理论 210

7-4-3 穿过薄膜的流动（膜层渗析） 212

7-5-2 特殊的流变学模型 213

7-5-1 概述 213

7-5 非牛顿流体在多孔介质中的渗流 213

7-6 一般流动方程式的应用 215

7-6-1 渗透率的校正 215

7-6-2 多孔介质结构的测定 216

第八章 多孔介质渗流的统计学理论 217

8-1 概述 217

8-1-1 问题的提出 217

8-1-2 统计力学 217

8-2 随机漫步模型 219

8-2-1 速度消散模型 219

8-2-2 各向异性的消散作用 227

8-2-3 自相关作用的影响 229

8-2-4 多孔介质中层流与大量流体中湍流的比拟 238

8-2-5 一般渗流状况 239

8-3-2 随机图象模型 242

8-3 随机－介质模型 242

8-3-1 原理 242

8-3-3 随机迷宫模型 245

8-4 系统近似法 247

8-4-1 原理 247

8-4-2 多孔介质渗流的热动力比拟 248

8-5 统计学理论的应用 251

8-5-1 离散现象 251

8-5-2 定常状态 253

第九章 基本的驱替理论 254

9-1 概论 254

9-2 麦斯盖特（Muskat）模型 255

9-2-1 等渗透率－粘度比 255

9-2-2 不相等的渗透率－粘度比 255

9-2-3 麦斯盖特模型在地下水水文学中的应用 259

9-3-1 唯一离差原理 261

9-3 基本的系统近似解法 261

9-3-2 极限情况 262

9-3-3 稳定性分析 263

9-4 粘滞性－不稳定性 264

9-4-1 指进现象 264

9-4-2 以麦斯盖特模型为基础的不稳定性判据 265

9-4-3 早期指进 270

9-4-4 指进的统计学理论 272

9-4-5 指进的热动力学比拟 274

9-5 重力作用的不稳定性 275

9-5-1 原理 275

9-5-2 直观推断的研究 275

9-5-3 理论性研究 276

9-6-2 线性驱替 277

9-6 热力效应 277

9-6-1 热传递的机制 277

9-6-3 多孔介质中的热对流趋向 279

9-6-4 地球物理方面的应用 283

第十章 不混溶多相流动 284

10-1 概论 284

10-2 不混溶流体的层流 284

10-2-1 定性的探讨 284

10-2-2 达西定律 285

10-2-3 相对渗透率的测量 287

10-3 达西定律的解（不混溶流体） 293

10-3-1 博克雷－莱弗瑞特（Buckley-Leverett）情况 293

10-3-2 其他的分析解 298

10-3-3 吸吮作用 298

10-3-4 受约束的解 301

10-3-5 裂隙介质 304

10-4 未饱和渗流 305

10-4-1 基本方程式 305

10-4-2 各种解法 306

10-4-3 未饱和渗流理论的局限性 308

10-5 不混溶驱替的实验研究 309

10-5-1 原理 309

10-5-2 非混溶驱替过程的动力相似 309

10-5-3 驱替的实验研究 313

10-6 相对渗透率的物理方面 313

10-6-1 形象化的研究 313

10-6-2 理论性的研究 314

10-7 不混溶流体的一般渗流方程式 324

10-7-1 达西定律的局限性 324

10-7-2 高速流况 325

10-7-3 分子效应 332

第十一章 混溶性驱替 334

11-1 概述 334

11-2 达西定律 334

11-2-1 达西定律的表达方式 334

11-2-2 论评 335

11-3 弥散效应 336

11-3-1 概述 336

11-3-2 毛管模型 337

11-3-3 统计学模型 337

11-4 弥散方程式的各种解法 338

11-4-1 概述 338

11-4-2 一维情况 338

11-4-3 简单的二维情况 341

11-4-4 数值解法 342

11-4-5 标配模型试验 343

11-5 弥散理论与实验的比较 344

11-5-1 概况 344

11-5-2 纵向弥散作用 345

11-5-3 横向弥散作用 347

11-5-4 弥散因数 348

11-6 弥散作用理论的推广 351

11-6-1 引论 351

11-6-2 自相关作用的影响 351

11-6-3 一般的流动方程 354

11-6-4 流动度不相等 356

11-7 弥散理论的实际运用 358

字符表 359

参考文献 362