多孔介质气体输运与模拟

第1章 绪论

1.1 分形多孔介质的基础理论

1.1.1 粗糙表面的分形表征

1.1.2 多孔介质孔隙结构的分形表征

1.2 格子Boltzmann的基本理论

1.2.1 格子Boltzmann模型介绍

1.2.2 Chapmann-Enskog分析

1.2.3 经典的边界处理格式

参考文献

第2章 多孔介质单组分气体渗透率的分形分析

2.1 引言

2.2 滑移流区多孔介质气体表观渗透率的分形模型

2.2.1 气体表观渗透率的分形模型

2.2.2 多孔介质结构参数对气体滑移因子的影响

2.3 过渡区多孔介质气体渗透率的分形模型

2.3.1 气体渗透率的分形模型

2.3.2 多孔介质结构参数对气体渗透率的影响

参考文献

第3章 多孔介质中单组分气体扩散系数的分形分析

3.1 引言

3.2 粗糙毛细管束模型中气体扩散系数的分形模型

3.2.1 气体扩散系数的分形模型

3.2.2 多孔介质结构参数对气体扩散系数的影响

3.3 粗糙类分形树状分叉网络中气体扩散系数的分形模型

3.3.1 粗糙类分形树状分叉网络模型的表征

3.3.2 单根网路中气体扩散系数的分形模型

3.3.3 多孔介质结构参数对气体扩散系数的影响

3.4 随机分布的类分形树状分叉网络中气体扩散系数的分形模型

3.4.1 随机分布的类分形树状分叉网络模型的分形表征

3.4.2 裂缝网络气体扩散系数的分形模型

3.4.3 裂缝网络结构参数对气体扩散的影响

参考文献

第4章 多孔介质中单组分气体输运特性的蒙特卡罗模拟

4.1 引言

4.2 复杂管道中气体分子透射概率的蒙特卡罗模拟

4.2.1 单根孔—喉管道中气体分子透射概率的测试粒子蒙特卡罗模拟

4.2.2 胳膊肘管道中气体分析透射概率的测试粒子蒙特卡罗模拟

4.3 粗糙多孔介质中气体扩散系数的分形—蒙特卡罗模拟

4.3.1 粗糙多孔介质毛细管道的分形概率模型

4.3.2 气体扩散系数的分形概率模型

4.3.3 气体扩散系数的分形—蒙特卡罗模拟

4.4 粗糙多孔介质中气体渗透率的分形—蒙特卡罗模拟

4.4.1 气体渗透率的分形概率模型

4.4.2 气体渗透率的分形—蒙特卡罗模拟

参考文献

第5章 多孔介质内多组分气体输运的格子Boltzmann方法研究

5.1 引言

5.2 经典的两流体格子Boltzmann模型

5.2.1 原始的两流体格子Boltzmann模型

5.2.2 改进的两流体格子Boltzmann模型

5.3 两组分气体扩散的格子Boltzmann方法研究

5.3.1 两组分气体扩散的广义迁移格子玻尔兹曼模型

5.3.2 单个组分输运的对流扩散方程

5.3.3 处理多孔介质的反弹边界格式

5.3.4 多孔介质中两组分气体扩散规律的数值研究

5.4 多组分气体输运的格子Boltzmann方法研究

5.4.1 多组分气体输运的广义迁移格子Boltzmann模型

5.4.2 多组分气体输运的Maxwell-Stefan方程

5.4.3 管道中多组分气体输运规律的数值研究

参考文献

第6章 多孔介质内多相流体输运的格子Boltzmann方法

6.1 引言

6.2 基于相场理论的多相流体输运数学模型

6.2.1 相场方程

6.2.2 流场方程

6.3 气液两相流的相场格子Boltzmann模型

6.3.1 相场方程的格子Boltzmann模型

6.3.2 流场方程的格子Boltzmann模型

6.4 多孔介质内气液两相流的格子Boltzmann模型

6.4.1 壁面润湿性

6.4.2 复杂微通道内气液两相流体输运的数值模拟

参考文献

物质输运，特别是多孔介质气体输运问题，不仅是力学领域的学术前沿和研究热点，而且是纺织、材料、化工、环境等高新技术领域的理论基础。本书结合著者近年来的最新研究工作，基于分形几何理论和格子Boltzmann方法探究了多孔介质气体输运机理的相关理论和方法，主要包括：分形毛细管束模型和类分形树状分叉网络模型中单组分气体输运特性参数的研究，多孔介质气体输运的分形—蒙特卡罗模拟研究，多孔介质多组分气体输运的格子Boltzmann方法研究，多孔介质气液两相流体输运的格子Boltzmann方法研究等。

本书可供从事数学、纺织科学与工程、材料科学与工程、化学工程与技术以及石油与天然气工程等专业的高等学校师生、科研和工程技术人员参考。