大孔隙率多孔介质内湍流流动和质量弥散的数值研究的开题报告.docx

大孔隙率多孔介质内湍流流动和质量弥散的数值研究的开题报告
开题报告
一、选题背景
随着国家对环境保护意识的提高，对于流体在多孔介质中的运动以及质量弥散行为的研究受到了越来越多的关注。而多孔介质的孔隙结构对流场的影响尤为重要，孔隙率是其中一个重要参数。
在实际工程中，很多场景会涉及多孔介质的流动，如地下水污染扩散、石油开采、盐岩地层注水等等。因此，针对多孔介质内湍流流动和质量弥散的数值研究，具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容
本研究主要针对大孔隙率多孔介质内湍流流动和质量弥散进行数值模拟研究。具体研究内容如下：
1.开发适合多孔介质内湍流流动和质量弥散的数值模拟方法，例如计算流体力学（CFD）方法。
2.建立多孔介质内流动的物理模型，并通过计算验证其准确性和适用性。
3.系统分析孔隙率对多孔介质内流动和质量弥散行为的影响，探究其物理机制。
4.对不同孔隙率多孔介质内流动和质量弥散行为进行比较研究，进一步揭示孔隙率与多孔介质内流动和质量弥散行为之间的关系。
三、研究意义
本研究将会深入探究多孔介质内湍流流动和质量弥散行为，对于以下方面具有重要的理论和应用意义：
1.深入研究多孔介质内流动和质量弥散的物理机制，为相关工程提供理论基础。
2.对于多孔介质内流动和质量弥散行为进行分析和预测，可以有效促进相关工程的优化设计。
3.针对多孔介质内流动和质量弥散行为的问题，开发适合的数值模拟方法，并提升模拟的准确性和可靠性。
四、研究方法
1.建立多孔介质内流动物理模型。
2.采用计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)方法对多孔介质内湍流流动场和质量弥散行为进行数值模拟。
3.通过改变孔隙率的方式，对不同孔隙率的多孔介质内流动和质量弥散行为进行比较研究。
五、预期结果
1.建立完善的多孔介质内流动和质量弥散物理模型。
2.提出适用于多孔介质内流动和质量弥散的数值模拟方法。
3.揭示孔隙率与多孔介质内流动和质量弥散行为之间的内在关系。
4.提出优化多孔介质内流动和质量弥散行为的方法和策略。
六、进度安排
1.第一年：
a)开发多孔介质内流动和质量弥散的数值模拟方法。
b)建立多孔介质内流动和质量弥散的物理模型，并进行验证。
2.第二年：
a)采用数值模拟方法，研究不同孔隙率多孔介质内流动和质量弥散行为的变化规律。
b)分析孔隙率与多孔介质内流动和质量弥散行为之间的关系。
3.第三年：
a)基于研究结果，提出优化多孔介质内流动和质量弥散行为的方法和策略。
b)全面讨论研究结果，撰写毕业论文并进行答辩。
七、参考文献
[1]Vafai,K.,&Tien,C.L.(1981).Boundaryandinertiaeffectsonflowandheattransferinporousmedia.InternationalJournalofHeatandMassTransfer,24(2),195-203.
[2]Renard,F.,&Luche,P.(2002).Modellingofturbulentfluidflowwithinporousmedia.TransportinPorousMedia,47(3),337-364.
[3]Wang,X.,Huang,S.,&Liu,W.(2020).Numericalsimulationofturbulentflowwithheattransferinporousmediawithdifferentporosities.ScienceChinaTechnologicalSciences,63(6),993-1003.
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