一、多孔介质表面分形维数的标度关系及其理论验证(英文)（论文文献综述）
马志才[1]（2021）在《基于多孔介质分形理论的管内电缆导体热工水力特性研究》文中进行了进一步梳理管内电缆导体（Cable-in-Conduit Conductor,简称CICC导体）以其能够支持大电流,产生高磁场,同时能够确保最低能量损失的特点而被广泛应用于大型超导磁体系统,如国际热核聚变实验堆（International Thermonuclear Experiemntal Reactor,简称ITER）中的磁体系统。一般地,磁体系统运行的低温环境是通过液氦在导体中迫流冷却实现,磁体系统不可避免会受到环境中各种热扰动的影响,任何一种热扰动都极有可能引起超导磁体的失超和结构损坏,威胁超导磁体系统的安全运行。因此,系统地分析CICC导体的热工水力特性,设计具有最佳热稳定性和冷却效率的CICC导体结构具有十分重要的意义。本文基于超导电缆多孔介质类比,采用分形理论表征了超导电缆横截面上的孔隙分布,并利用分形方法研究了双通道CICC导体的热工水力特性问题。首先,基于超导电缆多孔介质类比方法和多孔介质分形渗透率模型,结合超导电缆结构特征,建立了超导电缆渗透率分形预测模型。与文献中超导电缆渗透率模型相比,本文提出的分形预测模型不包含任何经验常数或拟合常数,且预测值更接近实验值。分形预测模型表明,超导电缆渗透率与其孔隙率、超导股线平均布线角、电缆横截面上孔隙分形维数以及液氦流动路径平均迂曲度有关。此外,电缆设计参数对渗透率影响的分析结果表明,超导电缆渗透率随平均布线角的增大而减小,随孔隙分形维数的增大而增大。其次,基于超导电缆多孔介质类比方法和多孔介质中流体的质量、动量、能量宏观控制方程,建立了双通道CICC导体二维轴对称周期数值模型。模型中超导电缆特征参数是由本文提出的分形预测模型确定。在此基础上,研究了双通道CICC导体热工水力特性,分析了螺旋管几何尺寸和线缆区设计参数对双通道CICC导体压降和等效横向传热系数的影响。分析结果表明,在雷诺数相同的情况下,导体的压降和等效横向传热系数都随螺旋管厚度与内径之比、螺旋管间隙宽度与螺距之比以及超导股线平均布线角的增大而增大,随线缆区横截面上孔隙分形维数的增大而减小。再次,基于超导电缆多孔介质类比方法和多孔介质分形理论,建立了超导电缆压降和摩擦因子分形预测模型。与文献中理论模型相比,本文模型预测的ITER磁体中超导电缆压降和摩擦因子更精确。分形预测模型表明,超导电缆的压降和摩擦因子是其孔隙率、超导股线平均布线角和横截面上孔隙分形维数等结构参数的函数。此外,超导电缆设计参数对压降和摩擦因子的影响分析结果表明,压降和摩擦因子都随超导股线平均布线角的增大而增大,随孔隙分形维数的增大而减小。最后,基于串联热阻传热机制,修正了ITER磁体中双通道CICC导体等效横向传热系数预测模型。预测值与实验数据吻合良好,验证了该修正模型的有效性。修正模型与文献中几种预测模型的适用范围和预测精度对比结果表明,修正模型具有更广泛的适用性。此外,电缆设计参数对导体全局压降和等效横向传热系数影响的分析结果表明,双通道CICC导体全局压降和等效横向传热系数都随超导股线平均布线角的增大而增大,随电缆横截面上孔隙分形维数的增大而减小,这与本文利用数值模型计算得出的结论相一致。
徐静磊[2]（2021）在《基于分形理论的多孔介质非饱和及粗糙表面导热研究》文中指出多孔介质存在于人们生活的方方面面,作为一种传热强化材料,并且在保温、隔热、过滤等很多方面都有着显着的优势,但是由于多孔介质结构复杂,内部孔隙分布具有随机性,所以研究多孔介质内部传热过程相对困难。本文针对上述问题,通过分形理论与蒙特卡罗法来对多孔介质内部的结构进行模拟,能够很好地针对多孔介质这种复杂的结构进行建模。所以,分形理论和蒙特卡罗法对于研究多孔介质的传热问题有着重要的意义。主要研究内容如下:（1）分析多孔介质内部结构特点,运用分形理论来构造出多孔介质截面上的孔隙分布情况,同时考虑在含有液相时的多孔介质孔隙结构特性,构造出在含有液相时的多孔介质截面模型。（2）针对非饱和多孔介质的传热过程展开研究,通过对多孔介质的内部传热过程分析,基于分形理论与傅里叶定律,结合传热过程中的相关参数及计算公式,推导出了在含湿非饱和情况下的多孔介质的导热式。（3）对非饱和多孔介质内部的传热进行数据仿真,并与实验数据进行对比对照,验证新理论的准确性,得出导热系数与含湿率、孔隙率、加热时间、最大最小孔径比、分形维数和粗糙表面积的关系。并阐述产生这些关系的原因。（4）运用蒙特卡罗法产生随机数来近似构造多孔介质粗糙表面上微凸体的分布情况,通过Matlab建立粗糙表面的二维及三维模型,同时也根据分形理论与蒙特卡罗法的结合运用,建立了多孔介质粗糙表面传热的数学模型。（5）对分形蒙特卡罗法生成的粗糙表面数学模型进行相关数据代入,然后进行实验对照验证理论的准确性,进一步分析影响粗糙表面传热的因素及他们之间的变化关系。研究结果显示,在研究含湿非饱和多孔介质传热时,还应考虑多孔介质内部的相变对传热过程的影响。在研究粗糙表面传热时,使用分形-蒙特卡罗模拟使得结果更接近真实值,孔隙率与有效导热率存在负相关关系;含湿率与有效导热率呈正相关关系;分形维数与有效导热率呈负相关关系;同时导热率也与加热时间、最大最小孔径比、饱和度等有关。本研究能够具体地反映出多孔介质内的传热进程及多孔介质粗糙表面的微观结构的传热,对于具有微观结构的粗糙表面物质传热具有一定的指导意义。
李俊岩[3]（2021）在《中深层地热用深U型地埋管换热器取热特性研究》文中研究表明深U型地埋管换热器是地源热泵供暖技术的一种创新性尝试,与浅层地埋管换热器相比,深U型埋管换热器具有热流密度大且稳定、温度较高的特点,在清洁供暖方面有突出贡献。针对浅层地埋管换热器占用土地面积大、严寒地区不适用、能效低、经济性不佳等问题,本文建立了深U型地埋管换热器的数值传热模型,并基于实验数据对模型进行了验证,对中深层地热用深U型地埋管换热器的取热特性进行研究讨论。首先将深U型地埋管换热器围岩热物性参数和中深层地热换热系统的现场实验作为讨论重点,依托于深层地热实际供暖项目,整理深U型地热井勘查所得地质条件资料,获得应用于研究前期所需的初始参数值。在成井作业完成后,利用分布式光纤测温系统测量初始岩土体温度分布,得到各个深度下的地温梯度。通过进行深U型地埋管换热器的换热实验,记录整理深U型地埋管换热器取热系统运行720h后的岩土体温度分布、地热井出水温度以及地热井取热量。其次,中深层岩土作为一种非饱和多孔介质,岩土的有效导热系数作为表征多孔介质的关键性参数,精确测算和预测有效导热系数就显得十分重要。所以本文基于分形几何理论构建了中深层非饱和岩土体多孔介质有效导热系数的数学模型,考虑了岩土多孔介质的孔隙率、孔隙相分形维数、液相分形维数、弯曲度分形维数与饱和度等几何参数项对中深层非饱和岩土有效导热系数的影响规律,模拟所得数据利用前人已有模型和已公开的实验数据进行验证。文章最后针对深U型地埋管换热器的实际传热过程,结合前文计算所得有效导热系数,建立了一种基于全隐格式的有限差分法的深U型地埋管换热器数值传热模型,该求解方法大大降低了计算时长,且能保证足够的精确度与准确度。该数值传热模型考虑了当地岩土体地温梯度和岩性变化对传热性能的影响。本文为了验证数学模型的稳定性,采用地热井运行480h-720h的数据对模拟所得数据进行验证,最大误差仅为7.09%,验证表明结果数学模型的精确度较高。本文基于构建出的深U型地埋管换热器数值传热模型,对中深层用深U型地热井换热器的取热特性进行了研究,分析讨论了关键因素对其取热性能的影响规律,得出了优化深U型地埋管换热器的取热性能的相应结论。研究成果可为中深层地埋管换热器取热系统的优化设计提供支持。
管错[4]（2020）在《砂岩油藏特高含水后期水驱渗流特征及流场评价实验研究》文中研究表明特高含水后期储层中油水渗流规律及流场发育复杂,低效水循环与高度分散剩余油的并存导致进一步提高采出程度难度增大。为深入挖掘特高含水后期油田剩余油潜力,本文通过理论计算、物理模拟实验等方法,按照“由渗流特征入手,逐步拓展到流场室内模拟应用”的思路,依次对特高含水后期相渗及微观剩余油特征、流场监测及模拟方法、水驱油过程中流场演化规律及调整方法适用性等进行了研究。首先针对特高含水后期相对渗透率曲线测试过程中存在的问题,完善了相渗曲线测试方法,并对改进后测试方法的实用性进行了验证。采用该方法对疏松砂岩在高倍水驱开发过程中相渗曲线进行测试,分析相渗曲线形态特征主要受微观剩余油分布状况影响。利用紫外荧光技术对不同含水阶段剩余油形态特征进行研究,可知岩心微观剩余油分散程度随着含水率的增加而增大,且各种赋存形态剩余油的相对含量都趋于均衡化。基于特高含水后期微观剩余油高度分散的特征,利用毛管束模型并结合分形理论,建立了油水相对渗透率及水驱特征曲线的新型分形解析模型,明确了剩余油特征及微观物性变化对相渗曲线及水驱特征曲线的影响规律,揭示了低效循环的微观本质原因及界限。为有效对生产动态进行预测,根据特高含水后期相对渗透率曲线的形态特征,给出了一种适用于特高含水后期生产动态预测的线性模型,该模型可以直接外推实现产量预测,不仅提高了动态参数预测的精度,而且简化了水驱油藏动态特征预测的过程。根据特高含水后期油水渗流特征,再结合多孔介质中存在渗流条件下的传热状况分析,采用单点式自加热温度传感装置及相应监测点的饱和度测试方法,建立有效监测多相渗流过程中流体流速的理论、方法及装置。并且测定了油藏模型的饱和度与电阻率图版以及饱和度与储层模型热传导系数之间的关系图版,为流速监测计算提供基础。利用该方法可以为特高含水后期流场物理模拟的评价提供基础且必要的参数支撑。为更有效利用室内物理模拟实验对流场进行模拟、评价,在探索更多参数监测手段的同时,还需要将所监测到的各类参数充分利用,才能得到真实客观的实验及评价结果。根据所得出的低效循环界限,结合饱和度、压力、流速等测试结果,建立室内物理模拟实验过程中流场一体化评价思路与方法。基于大模型水驱物理模拟实验结果,利用所建立的流场评价方法对特高含水后期流场特征进行了全面分析,并详细论证了各种典型水动力学调整方法的适用性。从更均匀的饱和度场分布规律,更少的低效循环区域、更小非达西渗流区以及高过水倍数区等方面筛选出周期注水为相对合理的挖潜方式。本文将储层物性及微观剩余油特征与宏观渗流现象紧密联系,结合水驱渗流规律创新性地提出了室内物理模拟过程中储层模型内部流速监测的理论及方法,并且给出了水驱物理模拟过程中流场一体化评价方法,可为特高含水后期油田精准发掘油藏潜力、挖潜剩余油、提高油藏采收率提供必要的理论及技术支持。
陈骥[5]（2020）在《裂隙型多孔介质粗糙度和渗流特性的分形研究》文中研究指明多孔介质是一类由固体骨架和微小孔隙组成的物质的总称。多孔介质的种类繁多,按照其内部孔隙结构和形态,可以分为孔隙型多孔介质、裂缝型多孔介质、多重介质。自然界中多孔介质的形态不是单独存在的,大多是由多孔基质和裂缝网络构成的双重介质。而大量研究者只研究其简单形态的渗流特性,假设孔隙和裂缝分布均匀,内表面光滑。然而裂隙型多孔介质内部结构非常复杂,孔隙和裂缝是随机、无序分布的,孔道内表面是粗糙的。因此,本文基于分形理论和多重介质渗流特性,建立了孔道表面粗糙度和孔道随机分布的渗流分形模型,研究了分形维数、迂曲度、粗糙度、毛细管状形状因子、气体滑移因子、裂缝开度、孔道随机性和异质性对粗糙度双重介质的渗流影响。本文的研究属于地球物理学,理论物理学和复杂性科学等交叉范畴热点研究之一。另外,在机械密封中,流体通过非金属垫片的泄露问题也可以用裂隙型介质渗流模型来描述。本文具体工作如下:基于多孔介质建立了分形表面粗糙元的三棱锥几何模型;然后分别提出了裂缝平板和圆柱毛细管的表面相对粗糙度的分形模型,所得的模型中不含有经验常数,模型中的每一个参数都有具体的物理意义;根据相对粗糙度的分形模型对雷诺数和范宁摩擦因子进行了推导,验证了本文模型的准确性;最后讨论了表面粗糙度随粗糙元几何参数和分形维数对相对粗糙度的影响。另外,数值模拟也是研究多孔介质渗流的有效方式。本文基于蒙特卡罗模拟方法,提出了一种新算法来模拟粗糙表面的生成过程。研究发现分形维数主要影响着表面粗糙元分布的密集程度和高度的频率值分布,而粗糙轮廓主要影响着表面粗糙元高度的最大波动幅度值。裂隙型多孔介质的分形维数,微通道的表面相对粗糙度、形态,以及相关结构参数对渗流特性有着重要影响。本文提出了毛细管形状因子,分别得到了多孔基质和裂缝介质粗糙体积流量的分形模型,并分析了各重要参数对分形渗透率的影响。探讨发现相对粗糙度、分形维数和形状对渗透率影响显着,另外,裂隙型多孔介质中,裂缝介质是主要的传输系统。气相渗流也是研究多孔介质渗流特性中重要的一部分。本文考虑了粗糙度和毛细管形状的影响,得到了饱和气体在裂隙型多孔介质中的粗糙分形渗透率模型,并验证了本文模型是合理的;得到了气体滑移因子的表达式,它们是分形维数和多孔介质结构参数的函数;最后,分析了多孔介质结构参数和分形维数对渗流特性和滑移因子的影响。
付思佳[6]（2020）在《纸张涂层材料渗吸行为分析及分形模型建立》文中研究表明纸张涂层的渗吸性能决定着油墨与涂层的结合程度,进而影响着印刷品的质量。若涂层的渗吸性能较差,将会引起透印、墨斑等印刷质量问题。因此,研究纸张涂层材料渗吸行为对提高涂布纸印刷质量具有重要意义。纸张涂层材料是一种应用广泛的多孔介质,其孔隙数量繁多、排列无序,很难用传统的几何方式表征,为渗吸行为的研究带来了一定的困难。分形理论为表征多孔介质微观结构的研究提供了有效的理论基础,已有研究将分形理论应用在多孔介质中的流体渗透问题。然而,基于分形理论表征纸张涂层材料自渗吸特性的研究很有限。因此,论文基于纸张涂层材料渗吸实验的测量,探讨了纸张涂层材料的渗吸规律,利用孔道网络建模软件PoreXpert对样品进行模拟渗吸。在此基础上,基于分形理论,根据纸张涂层材料的孔隙结构特点,建立了包含孔隙分形结构的渗吸模型,并通过与渗吸实验数据的匹配验证了模型的有效性。研究结论如下:（1）针对涂层材料渗吸的测量,搭建了渗吸特性测量装置及数据采集系统,通过自动升降的夹具设计,实现渗吸样品测量的位置控制,基于LabVIEW软件平台和天平RS-232串口之间的通讯机制,开发了渗吸数据的采集模块,实现了渗吸数据的自动采集,为后期的纸张涂层材料渗吸特性测量提供数据支撑。（2）采用压汞仪测定了 cbGCC、fbGCC、和fnGCC三种纸张涂层材料孔隙结构的基本参数和分布特征。结果表明,等效毛细管半径RfbGCC<RcbGCC<RfnGCC。利用渗吸测量系统测量了三种涂层材料的渗吸特性,并描述了时间机制和根时间机制下的渗吸规律,通过经典的惯性力机制、Lucas-Washburn机制和Bosanquet机制对样品的渗吸规律进行了分析,发现在渗吸的初始阶段,渗吸规律符合纯惯性力模型;长时间范围内,渗吸规律遵循Lucas-Washbum机制和Bosanquet机制。利用纸张涂层材料渗吸特性测量系统对fbGCC（90w/w%<2mm的细质研磨碳酸钙）填充的纸张进行测量,填充比例分别为0 w/w%、0.75w/w%、1.25w/w%和1.5w/w%。结果表明:对于无填料添加或者填料较少的纸张,y向渗吸既不遵循惯性力模型,也不遵循Lucas-Washburn模型。在纸面碳酸钙填充持续增加的情况下,初始阶段遵循纯惯性力模型,随后转换为Lucas-Washburn模型。使用Matlab软件对三种经典渗吸模型进行渗吸模拟,并与渗吸实验数据对比,发现模型预测与实验数据有一定的差距。因此,这三种经典模型只适合用于定性地预测纸张涂层材料的渗吸规律,而不能准确地定量说明样品的渗吸结果。（3）基于孔隙特征数据,通过孔道网络建模软件PoreXpert建立样品的三维网络模型,对样品模型进行了渗吸模拟。模型模拟渗吸实验结果与第三章的实验结果相吻合,进一步验证了样品渗吸初期符合纯惯性力模型规律,随着渗吸的进行,在长时间范围内,涂层材料的渗吸特性遵循Lucas-Washburn 方程。（4）应用分形几何描述了孔隙结构特征,使用压汞法计算样品的孔隙结构分形维数。涂料的分形维数与孔隙结构和渗吸特性之间都存在一定的对应关系,进一步证明了涂层材料孔隙结构具有分形特征。根据已有的多孔材料渗吸模型,推导了包含孔隙分形结构参数的渗吸量表达式,并与渗吸实验结果进行匹配。结果表明,含有分形结构参数的多孔介质渗吸模型与纸张涂层材料渗吸实验结果不能很好地吻合。因此,引入一个系数k和一个常数B对模型进行修正,使得修正后的模型能够准确地预测纸张涂层材料对印刷流体的渗吸量。
柳海成[7]（2019）在《粗糙微通道输运特性及其在多孔介质中的应用》文中指出微流控技术广泛应用于微电子机械系统和光电材料等领域,而粗糙微通道的输运特性对于微流控技术的发展至关重要。不仅如此,粗糙微通道的输运特性对于多孔介质的物理性质也具有重要的影响。因此,研究粗糙微通道的输运特性和物理机理对于光电材料、多孔材料、微机电系统以及微流控技术等领域具有重要的科学和实践意义。影响粗糙微通道输运特性的因素众多且机理非常复杂,其中粗糙表面引起的表面效应对于输运特性起主导作用。多项研究表明,粗糙表面在一定尺度范围内满足分形标度定律。因此,本文采用分形几何理论表征粗糙表面的结构特征,结合理论分析和数值模拟研究了粗糙微通道的输运特性及机理,并讨论了粗糙微通道在微纳尺度多孔介质中的应用。本文主要研究内容和结果包括:（1）粗糙微通道的流动特性:分别采用规则粗糙元模型和分形粗糙元模型构建了粗糙微通道的几何结构,研究了入口速度、表面粗糙度、粗糙元形状以及粗糙表面分形维数对于微通道流动特性的影响规律和机理,建立了泊肃叶数和粗糙度、雷诺数以及分形维数的定量关联。结果表明,数值计算结果和实验数据较为吻合,粗糙元结构和表面粗糙度对于微通道的输运特性具有显着影响;相同表面粗糙度条件下,分形维数越大,粗糙表面越不规则,流动阻力越大,泊肃叶数越大。（2）多孔介质粗糙微通道:建立了多孔介质的分形毛管束模型,考虑了微通道的粗糙表面,推导了多孔介质的有效渗透率,数值模拟了分形粗糙微通道的渗流规律。结果显示,孔径分形维数的增加意味着多孔介质孔隙率的增大,多孔介质的渗透率增加;粗糙表面分形维数的增加导致流动阻力增加,微纳尺度多孔介质的渗透率降低。（3）裂缝型多孔介质微通道:建立了裂缝型多孔介质的分形双重介质模型,考虑了微裂缝的粗糙表面,得到了裂缝型多孔介质渗透率和裂缝份数标度关系。计算结果表明,裂缝孔径分形维数的增加和长度分形维数的减小可以提高介质的渗透率,粗糙表面对于微裂缝的输运过程具有重要影响,其渗透率随着表面粗糙度的增加而显着降低。本文的研究对理解粗糙微通道的输运机理和多孔介质渗流规律具有重要的科学意义,有利于进一步推动光电材料、多孔材料、微机电系统、微流控技术、微通道冷却、燃料电池以及非常规油气资源等领域的发展。
张朔[8]（2019）在《颗粒型储层中的分形行为及其对传质过程的控制》文中进行了进一步梳理储层多孔介质的微观结构直接影响着其资源储藏量以及开采难易程度,精确描述多孔介质微观结构是实现资源发掘及产能定量评估的关键。当前多孔介质模型应用范围的局限性制约着储层结构模型在油气等资源的赋存与开采中的应用和发展。当前以煤储层为研究对象构建的分形多孔介质难以唯一确定其结构的分形行为,因此无法从本质上解释孔隙结构具有的尺度不变属性,也使得相关的物性参数的研究以及对物理过程的理解受到了限制。新近出现的分形拓扑理论从数学层面给出了分形行为的定义,并根据分形行为对分形维进行了本质解释,该理论为储层多孔介质的重构提供了有力的理论基础。本文对比分析分形拓扑理论和QSGS（quartet structure generation set）四参数随机生长算法二者之间的区别与联系,并从分形拓扑角度分析了QSGS方法参数的物理意义,提出一种广义随机自仿射多孔介质表征算法,该算法实现了自相似与自仿射,随机与确定相统一的多孔介质表征,从而简化模型构建过程。同时结合分形拓扑参数与分形维、孔隙度的关系,验证了该表征算法的有效性。该表征算法可从分形行为本质角度体现微观储层结构的分形特点,能够使模型的结构形态更贴近实际。本文从分形拓扑参数入手对多孔介质的复杂性进行了定量研究。为研究Hxy对多孔介质各向异性的影响,分析了不同Hxy值下多孔介质结构的变化情况,结果表明Hxy=1时为各向同性,反之则为各向异性;同时结合分形拓扑参数分析了行为复杂性与分形维之间的关系。综合结果表明该算法充分考虑分形拓扑参数P、F以及QSGS模型各参数对多孔介质结构的影响,并能够有效地描述多孔介质的各向异性、行为复杂性以及原始复杂性。基于上述研究结果,结合LBM方法对模型进行流场模拟,依据分形拓扑参数对渗透率、弯曲度等物性参数进行趋势变化分析,结果表明具有不同分形拓扑参数的模型其物性参数变化规律不同,同时孔渗关系随着P、F的改变呈现指数形式变化。在以上模型构建基础上对分形多孔介质的吸附进行了初步探讨,通过引入QSGS方法中的概率密度得到广义随机分形多孔介质的气体吸附图,这为后续吸附解吸的研究提供了开端。因此,本文基于分形拓扑理论着重分析QSGS参数在分形拓扑空间下的物理意义,对QSGS算法进行改进实现广义随机分形多孔介质模型的构建。基于分形行为的定义,分析分形拓扑参数对储层孔隙结构复杂特性的影响;并对孔隙度、渗透率、弯曲度等物性参数进行相关分析;同时对分形多孔介质中的吸附机理进行了初步探索。
罗亦琦[9]（2019）在《土石混合体渗流特性的分形研究》文中研究说明土石混合体即岩土工程中土与块石按一定比例的混合,其物质组成复杂且彼此物理力学性质相差大。许多学者都对其力学特性进行了相应研究,丰富了土石混合体的力学理论体系。然而,在土石混合体渗流相关理论的研究方面,却鲜有学者涉足。基于此,本文利用室内试验和理论分析相结合的方法,对土石混合体的渗流特性开展了相应研究。首先自行设计了可改变水头的大型渗流试验装置,对土石混合体的渗流特性进行了室内试验研究。然后考虑到分形理论较传统欧式几何理论在描述复杂结构上具备的优势,利用分形理论对土石混合体的渗流特性进行了理论分析。本文主要研究内容与成果如下:（1）针对土石混合体的粒径相对较大,常规室内渗流试验装置的尺寸无法满足相应要求,自制了大型室内可变水头渗流试验装置。通过该装置,研究了不同含石率、不同孔隙率、不同级配下的土石混合体渗流特性,获得了土石混合体的渗透系数随三种因素的变化规律以及不同含石率下土石混合体的渗流状态。（2）利用分形理论对土石混合体的粒径特征进行了分析,获得了土石混合体的粒径分维数,提出了通过块石粒径分维数预测含石率大小的表达式,并研究了粒径分维数与颗粒级配之间的关系。（3）利用分形理论对土石混合体的孔隙特征进行了分析,提出了通过粒径计算孔隙率的分形表达式,将该表达式与他人提出的通过孔径计算孔隙率的表达式进行对比,验证了本文提出表达式的适用性。并且根据对比结果,指出了本文表达式的使用条件。（4）基于弯曲毛细管的Hagen-Poiseulle方程并结合分形理论,推导出了土石混合体渗透率的分形表达式,该表达式反映了渗透率是孔隙率φ与均值粒径d50的函数。将该表达式计算值与本文及他人试验结果进行对比,验证了该表达式的正确性及适用条件,并分析了孔隙率和均值粒径对渗透率的影响。（5）对计算渗透率的Kozeny-Carman方程中的比表面积和KC常数两个参数进行了分形分析。分析表明,比表面积受粒径分维数D、最大粒径dmax和孔隙率φ三种因素影响,并且比表面积受各因素影响的敏感性不同;KC常数不为常数,它的大小与孔径分维数Df、孔隙率φ和迂曲度τ有关。（6）基于弯曲毛细管和不等径球体模型对土石混合体渗流过程中的黏滞阻力和惯性阻力进行了分形分析,推导出土石混合体的渗流基本方程,该方程为Forcheimer型的二次方程。随后通过量纲分析以及本文和他人试验结果验证了该方程的正确性,并对方程中的参数a、b的影响因素进行了分析。（7）将渗流基本方程与达西定律对比得到非达西等效渗透率ke,引入非达西等效渗透率与达西渗透率kd的比值χ,提出了一种基于不同值χ值的临界雷诺数计算方法,可以此来判定水在介质中的渗流状态。
张志强[10]（2019）在《膜—污染层分形界面效应研究与膜分形结构渗透模型的建立》文中研究说明当前,膜污染是困扰膜应用的主要问题之一,国内外针对膜污染进行了大量研究。在以往研究基础上,引入分形理论,明确了膜微形貌结构定量表征的方法,探明了分形维数与宏观膜结构参数的关系,建立了膜分形结构渗透模型;结合xDLVO理论,分别计算了膜-污染物及污染物-污染物之间界面作用能,并与膜污染趋势和不可逆膜污染阻力进行对照,探讨了不同结构和性质的膜污染特征物质对不同物化特性膜的污染规律,揭示了膜-污染层的界面污染机制。研究结果如下所示:（1）利用场发射扫描电镜FESEM和专业图像处理软件ImageJ对六种不同切割分子量PES膜和切割分子量100 kDa PVDF膜微形貌结构进行表征,图像处理和数据分析,获得了膜表面开孔率ε、孔密度、膜孔圆度、最大孔径λmax、最小孔径λmin等膜结构参数;同时测定了膜孔隙率、平均孔径、膜分离层厚度、纯水接触角等参数;并将上述表征参数与切割分子量之间进行了定性对比分析。（2）采用小岛法、盒维法和相关函数法测定了切割分子量为50 kDa PES膜在不同放大倍数（20000X、50000X、100000X）下的膜面积分维Df。前两种方法计算不同放大倍数下的Df,差值较大,而相关函数法计算的Df,稳定性好,其差值小于0.2%,所以优选出相关函数法作为膜面积分维测定方法。利用P-d关系和分形标度关系,分别计算出膜孔形分维DS和平均迂曲度分维DT。（3）定性分析了膜孔形分维Ds、膜面积分维Df和平均迂曲度分维DT与膜孔形、膜孔隙结构和流线弯曲程度的关联;以线性拟合和多项式拟合两种方式描述了Df,DT和膜表面开孔率ε的关系,Df与ε呈现良好的正相关关系,DT与ε呈较好的负相关关系,Df越大,孔隙在膜中发育的越充分,相应的流线越舒缓,DT越小,Df、DT之间呈现良好的线性负相关关系。（4）以Hagen-Poiseuille公式为主,引入膜孔形分维DS,迂曲度分维DT,同时考虑膜材料亲疏水性和膜孔隙分形特征,结合分形理论和方法,建立了基于修正型Hagen-Poiseuille方程的膜分形结构渗模型,模型表达式中没有经验常数,每一个参数都有明确的物理意义。（5）采用三维荧光光谱、FTIR光谱和激光纳米粒度仪表征了三种特征污染物BSA、HA、SA的荧光特性、官能团信息和粒径分布;采用FTIR光谱和原子力显微镜表征了不同膜表面所带官能团和粗糙度情况。（6）依据污染物、膜表面接触角数据和扩展杨氏方程,计算了污染物和膜表面张力参数γ+、γ-和γLW,并利用xDLVO理论进一步计算了膜-污染物和污染物-污染物之间界面自由能;在粘附和粘聚阶段,极性力作用能均占主导,与污染物和膜表面γ-/γ+比值具有较强的相关性;依据总界面作用能识别不同特征污染物在膜表面发生污染的难易程度为BSA>HA>SA;利用总界面作用能评价不同种类膜抗污染能力为1 kDa PES>30kDa PES>100 kDa PES>100 kDa PVDF。（7）对于MWCO较小的1 kDa PES膜,膜的比通量衰减可以越过最初的快速衰减段,较快的达到稳定通量运行阶段,MWCO较大时,膜比通量衰减幅度增大,膜污染更严重,导致其稳定通量越小;在对不同MWCO和不同亲疏水性膜的研究中发现,进水TOC浓度相同时,HA造成的膜比通量衰减均最低;对于亲水性PES膜,当MWCO较低时,过滤初期与膜粘附界面作用能较大的SA的污染程度大于BSA,但第二阶段污染物-污染物粘聚自由能较大的BSA引起的膜污染更严重;在膜-污染物/污染物-污染物界面自由能之和与不可逆膜污染比膜阻力之间线性的拟合中,线性相关系数均大于0.81,线性负相关关系良好,从而证明了疏水性有机物主要形成不可逆膜污染阻力,而亲水性有机污染物物理不可逆膜污染程度较轻。
二、多孔介质表面分形维数的标度关系及其理论验证(英文)（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、多孔介质表面分形维数的标度关系及其理论验证(英文)（论文提纲范文）
（1）基于多孔介质分形理论的管内电缆导体热工水力特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 超导材料的发展历程 |
| 1.1.2 托卡马克装置简介 |
| 1.1.3 CICC导体结构 |
| 1.1.4 CICC导体在应用中存在的问题和挑战 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 CICC导体压降的研究现状 |
| 1.2.2 CICC导体等效横向传热系数的研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 分形理论及其在CICC导体中的应用 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 CICC导体的多孔介质类比 |
| 2.2.1 多孔介质概述 |
| 2.2.2 超导电缆的多孔介质类比方法 |
| 2.3 分形理论及其应用 |
| 2.3.1 分形理论概述 |
| 2.3.2 分形理论在多孔介质中的应用 |
| 2.4 分形理论在CICC导体中的应用 |
| 2.4.1 超导电缆的分形渗透率模型 |
| 2.4.2 理论模型的验证 |
| 2.4.3 超导电缆的设计参数对渗透率的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 TF线圈中CICC导体热工水力特性的数值分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 双通道CICC导体的二维轴对称周期模型 |
| 3.2.1 模型的建立 |
| 3.2.2 控制方程 |
| 3.2.3 边界条件和假设 |
| 3.2.4 计算步骤 |
| 3.2.5 模型的验证 |
| 3.3 CICC导体的热工水力特性分析 |
| 3.3.1 CICC导体中压力场的分布 |
| 3.3.2 CICC导体中液氦质量流率的分布 |
| 3.3.3 CICC导体中液氦的流动速度 |
| 3.3.4 冷却系统的泵送功率 |
| 3.3.5 CICC导体的摩擦因子 |
| 3.3.6 CICC导体的等效横向传热系数 |
| 3.4 螺旋管几何参数对导体热工水力特性的影响 |
| 3.4.1 厚度与内径比对热工水力特性的影响 |
| 3.4.2 间隙宽度与螺距比对热工水力特性的影响 |
| 3.5 线缆区设计参数对导体热工水力特性的影响 |
| 3.5.1 平均布线角对热工水力特性的影响 |
| 3.5.2 孔隙分形维数对热工水力特性的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 CICC导体压降的分形模型及理论分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 超导电缆压降的毛细管模型 |
| 4.2.1 粘滞能量损失引起的压降 |
| 4.2.2 局部能量损失引起的压降 |
| 4.2.3 超导电缆的总压降 |
| 4.2.4 模型的验证 |
| 4.3 超导电缆压降的分形模型 |
| 4.3.1 模型的建立 |
| 4.3.2 参数的确定 |
| 4.3.3 模型的验证 |
| 4.4 电缆设计参数对摩擦因子的影响 |
| 4.4.1 平均布线角对摩擦因子的影响 |
| 4.4.2 孔隙分形维数对摩擦因子的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 双通道CICC导体等效横向传热系数预测模型 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 等效横向传热系数的理论模型 |
| 5.2.1 热对流系数 |
| 5.2.2 摩擦因子关系式 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 TF线圈的CICC导体等效横向传热系数 |
| 5.3.2 PF线圈的CICC导体等效横向传热系数 |
| 5.4 电缆设计参数对热工水力特性的影响 |
| 5.4.1 平均布线角对热工水力特性的影响 |
| 5.4.2 孔隙分形维数对热工水力特性的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结束语 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于分形理论的多孔介质非饱和及粗糙表面导热研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 多孔介质传热的研究现状 |
| 1.3 多孔介质 |
| 1.3.1 多孔介质的介绍 |
| 1.3.2 多孔介质分类及结构特性 |
| 1.3.3 多孔介质传热基本参量 |
| 1.3.4 多孔介质内存在的传热模式 |
| 1.4 分形理论 |
| 1.4.1 引入分形理论的意义 |
| 1.4.2 分形的由来 |
| 1.4.3 分形的定义 |
| 1.4.4 分形维数的种类 |
| 1.5 蒙特卡罗方法介绍 |
| 1.5.1 蒙特卡罗算法简介 |
| 1.5.2 蒙特卡罗算法的原则 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 第二章 多孔介质导热模型的建立 |
| 2.1 导热分形模型及研究方法 |
| 2.1.1 颗粒链分形模型 |
| 2.1.2 谢尔宾斯基地毯分形模型 |
| 2.2 分形导热模型的建立 |
| 2.2.1 孔隙率的模型构建 |
| 2.2.2 孔相和固相的分形特性 |
| 2.2.3 孔道迂曲特性 |
| 2.3 非饱和多孔介质截面分布 |
| 2.3.1 多孔介质孔道截面积求解 |
| 2.3.2 多孔介质固相截面积求解 |
| 2.3.3 多孔介质液相截面积求解 |
| 2.3.4 多孔介质内热风通过的截面积求解 |
| 2.3.5 多孔介质总截面积求解 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 含湿非饱和多孔介质分形传热模型验证 |
| 3.1 相关热量计算 |
| 3.1.1 加热过程中固相吸收的热量 |
| 3.1.2 加热热风具有的热量 |
| 3.1.3 加热物质吸收的总热量 |
| 3.2 有效传热系数的求解 |
| 3.2.1 傅里叶定律的应用 |
| 3.2.2 有效导热系数的求解 |
| 3.3 含湿非饱和多孔介质导热系数模型验证 |
| 3.4 相关参数对湿分比的影响 |
| 3.5 相关参数对有效导热率的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 蒙特卡罗模拟与分形理论的结合应用及相关模型建立 |
| 4.1 分形-蒙特卡罗粗糙表面的生成 |
| 4.1.1 粗糙表面的生成方法 |
| 4.1.2 生成粗糙表面上微凸体的流程 |
| 4.1.3 运用蒙特卡罗法生成微凸体的直径分布情况分析 |
| 4.2 粗糙模型的建立 |
| 4.2.1 基于分形-蒙特卡罗法的粗糙表面相关表达式 |
| 4.2.2 粗糙表面的物理模型 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 多孔介质粗糙表面分形-蒙特卡罗传热研究 |
| 5.1 通过蒙特卡罗法对微凸体接触面积的求解 |
| 5.1.1 微凸体的名义面积 |
| 5.1.2 微凸体上的接触面积 |
| 5.1.3 粗糙面内的孔隙面积 |
| 5.2 多孔介质粗糙表面传热系数的求解 |
| 5.3 结果讨论与分析 |
| 5.3.1 粗糙表面模型验证 |
| 5.3.2 参数对接触面积的影响 |
| 5.3.3 参数对有效导热系数的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
（3）中深层地热用深U型地埋管换热器取热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 地热资源概述 |
| 1.3 地热资源利用 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 国外研究现状 |
| 1.4.2 国内研究现状 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 1.6 研究方法和技术路线图 |
| 第2章 深U型地埋管换热器围岩热物性及现场实验研究 |
| 2.1 项目地质条件概况 |
| 2.2 岩土体热物性参数 |
| 2.2.1 岩土体导热系数 |
| 2.2.2 岩土体比热容 |
| 2.2.3 岩土体热扩散率 |
| 2.3 深U型地埋管换热器取热系统 |
| 2.4 岩土体初始温度 |
| 2.5 现场实验原理 |
| 2.6 实验设备介绍 |
| 2.7 实验数据采集 |
| 2.8 实验结果与分析 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 分形几何理论与中深层岩土多孔介质数值模拟分析 |
| 3.1 分形几何理论的基本内容 |
| 3.1.1 分形几何的产生 |
| 3.1.2 分形几何的基本特征 |
| 3.1.3 分形几何的构成 |
| 3.2 中深层饱和与非饱和岩土多孔介质有效导热系数模型 |
| 3.2.1 饱和岩土多孔介质 |
| 3.2.2 非饱和岩土多孔介质 |
| 3.3 模型验证与讨论分析 |
| 3.4 模拟数据结果与讨论 |
| 3.4.1 孔隙液相分形维数D_(fl) |
| 3.4.2 弯曲度分形维数D_T |
| 3.4.3 孔隙率φ与液体饱和度S_w |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 深U型地埋管换热器数值传热模型及取热特性分析 |
| 4.1 传热过程分析 |
| 4.2 深U型地埋管换热器物理模型 |
| 4.3 深U型地埋管换热器数学模型 |
| 4.3.1 循环工质传热模型 |
| 4.3.2 管壁传热模型 |
| 4.3.3 保温层传热模型 |
| 4.3.4 固井水泥传热模型 |
| 4.3.5 围岩传热模型 |
| 4.4 数学模型离散方程 |
| 4.5 初始条件及边界条件 |
| 4.6 离散方程推导 |
| 4.7 数值传热模型验证 |
| 4.7.1 深U型地埋管换热器参数设置 |
| 4.7.2 传热区域节点设置 |
| 4.7.3 数值传热模型验证 |
| 4.8 热损率 |
| 4.9 影响因素分析 |
| 4.9.1 地热井入口温度的影响 |
| 4.9.2 循环水流速的影响 |
| 4.9.3 保温深度与保温层导热系数的影响 |
| 4.9.4 井底取热管长度的影响 |
| 4.9.5 钻井深度的影响 |
| 4.9.6 地温梯度的影响 |
| 4.10 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）砂岩油藏特高含水后期水驱渗流特征及流场评价实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 特高含水后期渗流规律影响因素研究现状 |
| 1.2.2 多孔介质中流速监测方法研究现状 |
| 1.2.3 储层流场特征及调整方法研究现状 |
| 1.3 目前研究存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 第2章 特高含水后期相渗曲线特征及影响因素研究 |
| 2.1 岩心相渗曲线测量方法改进及形态特征研究 |
| 2.1.1 特高含水后期岩心相渗曲线测试存在问题分析 |
| 2.1.2 岩心相渗曲线测试方法改进及结果分析 |
| 2.2 特高含水后期储层物性变化对相渗曲线影响研究 |
| 2.2.1 实验方案及步骤 |
| 2.2.2 水驱冲刷对储层物性及相渗特征影响分析 |
| 2.3 不同含水阶段微观剩余油分散程度量化表征 |
| 2.3.1 微观剩余油检测原理及岩心薄片处理 |
| 2.3.2 微观剩余油分散程度量化表征方法及结果分析 |
| 2.4 不同含水阶段剩余油赋存形态特征研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于微观剩余油分布及储层物性特征的渗流规律量化研究 |
| 3.1 剩余油特征及储层物性对相渗曲线影响研究 |
| 3.1.1 基于分形理论的相渗曲线数学模型建立 |
| 3.1.2 分形相对渗透率曲线模型验证 |
| 3.1.3 不同因素对相对渗透率曲线影响的研究 |
| 3.2 微观剩余油分散性及储层物性变化特征对水驱特征曲线的影响 |
| 3.2.1 分形水驱特征曲线推导 |
| 3.2.2 模型验证及应用 |
| 3.2.3 各因素对水驱特征曲线影响分析 |
| 3.3 基于特高含水后期相渗形态特征的油藏工程方法研究 |
| 3.3.1 新型水驱动态预测曲线的提出 |
| 3.3.2 油藏开发动态预测新方法的验证与应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于传热分析及渗流规律的水驱油两相流速监测方法 |
| 4.1 模型中传热分析的基本假设及自加热温度传感装置 |
| 4.1.1 模型中传热分析的基本假设 |
| 4.1.2 自加热温度传感装置 |
| 4.2 储层模型中两相流速监测理论研究 |
| 4.2.1 热传导状况分析 |
| 4.2.2 热对流状况分析 |
| 4.2.3 渗流监测理论方程式推导 |
| 4.3 储层模型中传热系数及饱和度图版测定 |
| 4.3.1 储层模型传热系数测试 |
| 4.3.2 储层模型饱和度测试 |
| 4.4 流速监测应用及准确性验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 水驱物理模拟过程中流场一体化评价方法建立 |
| 5.1 流场一体化评价方法的提出 |
| 5.2 基于驱油效率分布状况的开发现状评价研究 |
| 5.2.1 评价方法提出 |
| 5.2.2 评价指标计算 |
| 5.2.3 实例计算 |
| 5.3 压力场及流动速度场分析与应用 |
| 5.3.1 压力场监测及应用 |
| 5.3.2 非达西渗流区域量化表征 |
| 5.4 累计过水倍数场分布表征 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于一体化评价的特高含水后期流场演化及调整方法研究 |
| 6.1 人造岩心平板模型设计及实验方案 |
| 6.1.1 人造岩心设计及实验设备 |
| 6.1.2 实验方案及步骤 |
| 6.2 特高含水后期水驱油流场演化规律的一体化评价研究 |
| 6.2.1 基于物质基础的开发现状评价 |
| 6.2.2 基于压力场的动力条件评价分析 |
| 6.2.3 基于流动速度场的流动现实性评价分析 |
| 6.2.4 基于过水倍数场的累计作用现状评价 |
| 6.3 特高含水后期流场调整评价研究 |
| 6.3.1 生产动态曲线分析 |
| 6.3.2 不同调整方法下流场特征分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（5）裂隙型多孔介质粗糙度和渗流特性的分形研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 粗糙裂隙渗流研究现状 |
| 1.2.1 粗糙表面表征方式及修正公式 |
| 1.2.2 基于表面粗糙度的研究 |
| 1.2.3 裂隙型多孔介质粗糙表面研究 |
| 1.3 裂隙型多孔介质渗流研究现状 |
| 1.3.1 达西定律及其使用范围 |
| 1.3.2 孔隙型多孔介质渗流特性 |
| 1.3.3 裂隙型多孔介质渗流特性 |
| 1.3.4 裂隙型多孔介质中的湿饱和渗流 |
| 1.3.5 裂隙型多孔介质中的干饱和渗流 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 第二章 分形理论 |
| 2.1 分形几何及其性质 |
| 2.1.1 分形几何概述 |
| 2.1.2 分形的定义及特征 |
| 2.2 分形维数的计算方法 |
| 2.3 裂隙型多孔介质中的分形理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 多孔介质粗糙内表面的分形分析与数值模拟 |
| 3.1 粗糙表面的分形模型 |
| 3.1.1 表面粗糙描述 |
| 3.1.2 表面相对粗糙度的分形模型 |
| 3.1.3 微尺度通道内流动阻力分析 |
| 3.1.4 模型验证 |
| 3.1.5 结果与讨论 |
| 3.1.6 小结 |
| 3.2 粗糙分形表面的Monte Carlo模拟 |
| 3.2.1 粗糙元大小的分形蒙特卡罗表征 |
| 3.2.2 粗糙元轮廓的分形表征 |
| 3.2.3 粗糙元位置的确定 |
| 3.2.4 算法 |
| 3.2.5 结果与讨论 |
| 3.2.6 小结 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 粗糙裂隙型多孔介质中饱和分形渗流特性研究 |
| 4.1 粗糙裂隙型多孔介质中体积流量 |
| 4.1.1 粗糙基质单元体的体积流量 |
| 4.1.2 粗糙裂缝网络单元体的体积流量 |
| 4.2 粗糙裂隙型多孔介质的渗透率模型 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 粗糙裂隙型多孔介质中气体渗流特性的分形分析 |
| 5.1 气体在基质中的分形渗流 |
| 5.2 气体在裂缝网络中的分形渗流 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间获得奖项和主要科研成果 |
（6）纸张涂层材料渗吸行为分析及分形模型建立（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 涂布纸的发展概况 |
| 1.2 涂布纸涂层的结构及组成成份 |
| 1.2.1 涂层的结构 |
| 1.2.2 涂层材料的组成成份 |
| 1.3 纸张涂层与印刷油墨的相互作用 |
| 1.4 纸张涂层材料等多孔介质的渗吸研究 |
| 1.4.1 纸张涂层材料等多孔介质渗吸模型的研究 |
| 1.4.2 多孔介质渗吸模型的修正研究 |
| 1.5 本论文研究的目的、意义及主要内容 |
| 1.5.1 研究目的和意义 |
| 1.5.2 主要内容 |
| 2 纸张及涂层材料自渗吸性能测试系统的设计与开发 |
| 2.1 LabVIEW的结构及特点 |
| 2.2 纸张及涂层材料对印刷流体渗吸特性测量系统的组成 |
| 2.3 测量系统数据采集程序框图的设计 |
| 2.4 测量系统的界面设计及操作方法 |
| 2.5 样品夹具的设计 |
| 2.5.1 夹具设计的要求 |
| 2.5.2 夹具结构的设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 纸张涂层材料自渗吸性能的理论模型及实验研究 |
| 3.1 经典渗吸理论的概述 |
| 3.1.1 Lucas-Washburn理论模型 |
| 3.1.2 Bosanquet理论模型 |
| 3.1.3 纯惯性力模型 |
| 3.2 纸张涂层材料渗吸实验 |
| 3.2.1 实验样品 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.3 渗吸实验的结果与分析 |
| 3.3.1 涂层材料结构和渗吸特性的测量分析 |
| 3.3.2 纸张样品结构和渗吸特性的测量分析 |
| 3.4 经典渗吸模型与实验的对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于PoreXpert纸张涂层材料模型的渗吸特性模拟 |
| 4.1 实验渗吸数据的拟合 |
| 4.1.1 拟合方法 |
| 4.1.2 拟合结果与分析 |
| 4.2 基于PoreXpert纸张涂层材料物理模型的构建 |
| 4.3 渗吸模拟 |
| 4.3.1 渗吸理论 |
| 4.3.2 渗吸模型的建立 |
| 4.4 模拟结果与实验结果的对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于分形理论纸张涂层材料渗吸模型的建立 |
| 5.1 分形理论及其应用 |
| 5.1.1 分形几何的定义 |
| 5.1.2 分形几何的基本性质 |
| 5.1.3 分形维数的基本概念及计算方法 |
| 5.1.4 分形维数在多孔介质中的应用 |
| 5.2 纸张涂层材料分形维数的测量 |
| 5.2.1 孔隙结构分形维数的测量方法 |
| 5.2.2 涂层材料分形维数的测量及结果 |
| 5.2.3 涂层材料分形维数与孔隙结构及渗吸特性的关系 |
| 5.3 分形渗吸模型的推导及实验匹配结果 |
| 5.4 纸张涂层材料渗吸模型的建立及实验匹配结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 论文展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
（7）粗糙微通道输运特性及其在多孔介质中的应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 微通道内流体流动的影响因素 |
| 1.2.2 粗糙表面的表征 |
| 1.2.3 研究方法 |
| 1.3 本文的研究目的、意义及研究内容 |
| 2 微通道研究理论基础 |
| 2.1 粗糙微通道的表征 |
| 2.1.1 规则粗糙元表征模型 |
| 2.1.2 多孔介质表征模型 |
| 2.1.3 特定函数表征模型 |
| 2.1.4 分形表征模型 |
| 2.2 微通道输运理论 |
| 3 微通道流体运动规律 |
| 3.1 定常粗糙元模型 |
| 3.1.1 数学模型 |
| 3.1.2 结果和讨论 |
| 3.2 分形粗糙元模型 |
| 3.2.1 数学模型 |
| 3.2.2 结果和讨论 |
| 3.3 总结 |
| 4 多孔介质粗糙微通道 |
| 4.1 分形粗糙毛细管束模型 |
| 4.2 基于粗糙微通道的多孔介质模型 |
| 4.2.1 多孔介质规则粗糙通道模型 |
| 4.2.2 多孔介质分形粗糙微通道模型 |
| 4.3 总结 |
| 5 裂缝型多孔介质微通道 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 分形双重多孔介质模型 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.4 总结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（8）颗粒型储层中的分形行为及其对传质过程的控制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 分形理论 |
| 1.2.2 多孔介质的描述与表征 |
| 1.2.3 分形多孔介质物性参数研究 |
| 1.2.4 煤层气的吸附理论研究 |
| 1.2.5 当前存在的问题 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 分形多孔介质模型及渗流模拟技术 |
| 2.1 分形拓扑理论 |
| 2.2 多孔介质模型构建方法 |
| 2.2.1 QSGS方法 |
| 2.2.2 PSF模型 |
| 2.3 格子Boltzmann方法 |
| 2.3.1 格子Boltzmann基本理论 |
| 2.3.2 DnQb模型 |
| 2.3.3 边界处理条件 |
| 2.3.4 格子系统与物理系统的单位转换 |
| 2.4 煤储层中煤层气的吸附/解吸理论 |
| 2.4.1 吸附/解吸理论 |
| 2.4.2 吸附/解吸模型 |
| 2.4.3 影响煤层气吸附/解吸过程的因素 |
| 2.5 小结 |
| 3 广义分形多孔介质定量表征原理与方法 |
| 3.1 构建原理 |
| 3.2 构建方法 |
| 3.3 有效性验证 |
| 3.4 拓扑空间下储层孔隙结构的复杂特性 |
| 3.4.1 Hxy对多孔介质各向异性的影响 |
| 3.4.2 行为复杂性同其量化参数D之间的关系 |
| 3.5 小结 |
| 4 拓扑参数对多孔介质物性参数的影响 |
| 4.1 孔渗关系 |
| 4.1.1 孔隙度 |
| 4.1.2 渗透率 |
| 4.1.3 孔-渗关系 |
| 4.2 弯曲度 |
| 4.3 小结 |
| 5 分形多孔介质中多相间的交互作用 |
| 5.1 多相分形多孔介质模型构建原理 |
| 5.2 模型结果与分析 |
| 5.3 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要成果及结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）土石混合体渗流特性的分形研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 主要符号 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩土结构特征分形研究现状 |
| 1.2.2 土石混合体渗透性研究现状 |
| 1.2.3 多孔介质渗流方程研究现状 |
| 1.2.4 现行研究中存在的问题 |
| 1.3 主要研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 土石混合体渗流特性试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 土石混合体渗流试验方案及过程 |
| 2.2.1 试验材料及其筛分 |
| 2.2.2 试验方案 |
| 2.2.3 试验装置设计及其组成 |
| 2.2.4 试验流程与操作步骤 |
| 2.3 渗透特性试验结果与分析 |
| 2.3.1 试验数据的处理 |
| 2.3.2 含石率对渗透系数的影响 |
| 2.3.3 孔隙率对渗透系数的影响 |
| 2.3.4 级配对渗透系数的影响 |
| 2.4 渗流特性试验结果与分析 |
| 2.4.1 试验数据的处理 |
| 2.4.2 含石率对渗流状态的影响 |
| 2.5 小结 |
| 3 土石混合体结构的分形特征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分形理论的相关概念 |
| 3.2.1 分形理论基本方程 |
| 3.2.2 分形维数 |
| 3.2.3 自相似和无标度区间 |
| 3.3 土石混合体颗粒粒径分形分析 |
| 3.3.1 粒径分维数的计算 |
| 3.3.2 粒径分维数与含石率的关系 |
| 3.3.3 粒径分维数与级配的关系 |
| 3.4 土石混合体孔隙分形分析 |
| 3.4.1 孔隙迂曲度的分形表示 |
| 3.4.2 孔隙率的分形模型 |
| 3.5 粒径分维数与孔径分维数的关系 |
| 3.6 二维空间分维数与三维空间分维数的关系 |
| 3.7 小结 |
| 4 土石混合体渗透率的分形研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 渗透系数的研究方法及其与渗透率的关系 |
| 4.2.1 渗透系数的研究方法 |
| 4.2.2 渗透系数与渗透率的关系 |
| 4.3 渗透率的分形方程和Kozeny-Carman方程 |
| 4.3.1 渗透率的分形方程建立 |
| 4.3.2 渗透率的Kozeny-Carman方程 |
| 4.4 渗透率的分形方程的验证 |
| 4.4.1 方程中参数的处理 |
| 4.4.2 方程计算结果与试验结果对比 |
| 4.5 渗透率分形方程的影响因素分析 |
| 4.5.1 孔隙率φ对渗透率的影响 |
| 4.5.2 颗粒均质粒径d50对渗透率的影响 |
| 4.6 Kozeny-Carman方程中参数的分形研究 |
| 4.6.1 比表面积的分形计算 |
| 4.6.2 比表面积分形计算公式的验证 |
| 4.6.3 比表面积影响因素分析 |
| 4.6.4 KC常数的分形分析 |
| 4.7 小结 |
| 5 土石混合体渗流基本方程的分形研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 渗流阻力分析 |
| 5.2.1 假设理想模型 |
| 5.2.2 黏滞能量损失 |
| 5.2.3 动力学能量损失 |
| 5.3 分形渗流基本方程的建立及其验证 |
| 5.3.1 渗流方程的建立 |
| 5.3.2 渗流方程的量纲分析 |
| 5.3.3 渗流方程与试验结果对比分析 |
| 5.4 分形渗流基本方程与Ergun方程对比分析 |
| 5.5 分形渗流基本方程中参数的影响因素分析 |
| 5.5.1 平均粒径d50对参数a的影响 |
| 5.5.2 平均粒径d50对参数b的影响 |
| 5.5.3 孔隙率φ对参数a的影响 |
| 5.5.4 孔隙率φ对参数b的影响 |
| 5.6 渗流状态的判别 |
| 5.6.1 达西渗透率和非达西等效渗透率的计算 |
| 5.6.2 临界雷诺数的计算 |
| 5.7 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
| B.作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
| C.作者在攻读硕士学位期间申请的专利 |
| D学位论文数据集 |
| 致谢 |
（10）膜—污染层分形界面效应研究与膜分形结构渗透模型的建立（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及课题来源 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 课题来源 |
| 1.2 超滤水处理技术及膜污染研究 |
| 1.2.1 超滤水处理技术概述 |
| 1.2.2 超滤膜分离技术基础研究 |
| 1.2.3 膜污染影响因素 |
| 1.3 分形理论及其在多孔介质渗透性能的研究 |
| 1.3.1 分形几何理论概述 |
| 1.3.2 膜微形貌结构分形研究 |
| 1.3.3 分形理论在多孔介质渗透性能的研究 |
| 1.4 膜-污染物界面微观作用研究 |
| 1.5 研究内容及意义 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 研究目的及意义 |
| 1.5.3 技术路线 |
| 第二章 试验材料与研究方法 |
| 2.1 试验材料及原水 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 不同特征污染物模拟废水 |
| 2.2 试验装置及试验方案 |
| 2.2.1 超滤膜试验装置 |
| 2.2.2 膜过滤及清洗试验方案 |
| 2.3 试验仪器和分析方法 |
| 2.3.1 试验仪器 |
| 2.3.2 溶解性有机碳(DOC) |
| 2.3.3 废水粒径分布 |
| 2.3.4 Zeta电位 |
| 2.3.5 接触角测定 |
| 2.3.6 傅里叶变换红外光谱分析 |
| 2.3.7 场发射扫描电镜(FESEM)表征 |
| 2.3.8 原子力显微镜(AFM)表征 |
| 2.3.9 三维荧光光谱分析 |
| 2.3.10 膜孔隙率的确定 |
| 2.3.11 平均孔径测定 |
| 2.4 分形渗透模型理论基础 |
| 2.5 xDLVO理论基本方程式 |
| 2.5.1 固体表面张力的计算 |
| 2.5.2 固界面自由能的计算 |
| 第三章 膜分形结构渗透模型的建立 |
| 3.1 超滤膜微形貌结构参数定量表征 |
| 3.1.1 电镜法常规参数确定 |
| 3.1.2 渗透率法常规参数确定 |
| 3.1.3 分形参数确定 |
| 3.2 膜微形貌结构分形参数与常规参数关联 |
| 3.3 超滤膜分形结构渗透模型建立 |
| 3.3.1 模型建立 |
| 3.3.2 模型验证 |
| 3.4 模型评价 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 膜-污染层界面效应研究 |
| 4.1 特征污染物化学性质 |
| 4.1.1 分子结构式、三维荧光和FTIR光谱分析 |
| 4.1.2 污染物粒径分布 |
| 4.1.3 污染物接触角和Zeta电位 |
| 4.2 膜表面化学特性 |
| 4.2.1 分子式、能量散射光谱仪EDS和 FTIR光谱分析 |
| 4.2.2 膜表面粗糙度 |
| 4.2.3 膜表面接触角和Zeta电位 |
| 4.3 超滤膜与典型污染物的表面张力 |
| 4.4 超滤膜与典型污染物的界面作用能分析 |
| 4.5 不同超滤膜过滤不同特征污染物膜污染行为 |
| 4.5.1 膜通量衰减变化特征研究 |
| 4.5.2 截留率变化分析 |
| 4.5.3 膜污染图像AFM分析 |
| 4.5.4 污染膜接触角变化 |
| 4.6 膜污染行为与界面自由能的关系研究 |
| 4.6.1 膜污染趋势与界面自由能的拟合 |
| 4.6.2 不可逆膜污染比膜阻力与界面自由能的拟合 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
四、多孔介质表面分形维数的标度关系及其理论验证(英文)（论文参考文献）
- [1]基于多孔介质分形理论的管内电缆导体热工水力特性研究[D]. 马志才. 兰州大学, 2021
- [2]基于分形理论的多孔介质非饱和及粗糙表面导热研究[D]. 徐静磊. 昆明理工大学, 2021(01)
- [3]中深层地热用深U型地埋管换热器取热特性研究[D]. 李俊岩. 河北工程大学, 2021(08)
- [4]砂岩油藏特高含水后期水驱渗流特征及流场评价实验研究[D]. 管错. 中国石油大学(北京), 2020(02)
- [5]裂隙型多孔介质粗糙度和渗流特性的分形研究[D]. 陈骥. 昆明理工大学, 2020(05)
- [6]纸张涂层材料渗吸行为分析及分形模型建立[D]. 付思佳. 陕西科技大学, 2020
- [7]粗糙微通道输运特性及其在多孔介质中的应用[D]. 柳海成. 中国计量大学, 2019(02)
- [8]颗粒型储层中的分形行为及其对传质过程的控制[D]. 张朔. 河南理工大学, 2019(07)
- [9]土石混合体渗流特性的分形研究[D]. 罗亦琦. 重庆大学, 2019(01)
- [10]膜—污染层分形界面效应研究与膜分形结构渗透模型的建立[D]. 张志强. 济南大学, 2019(01)