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多孔介质中CO2与水两相运移的数值模拟研究的开题报告
一、研究背景及意义
气候变化是全球面临的主要问题之一。化石燃料的使用是导致气候变化的主要原因之一。而CO2的排放是化石燃料燃烧过程中不可避免的产物。为了减缓温室气体排放的增加，国际社会已经在全力推动可持续发展。
而多孔介质中CO2运移的研究，则是目前解决全球气候变化问题的重要内容之一。CO2可以与水形成两相流，转化成水溶性碳酸盐的形式，通过渗透入地下层深部，最终被地下层稳定保存。多孔介质中的CO2运移和保存特性对于CO2的长期地质储存非常重要。
为了更好地了解多孔介质中CO2的运移过程，需要开展数值模拟研究。相比传统的实验研究，数值模拟可以更加真实、准确地模拟多孔介质中CO2的运移过程，反映出物理现象间的复杂耦合关系。对CO2运移过程进行数值模拟研究，可以从根本上促进我国长期地质储存技术的发展。
二、研究内容及方案
1.研究内容
（1）分析多孔介质中CO2与水两相流的物理现象和数学模型。
（2）开展CO2在多孔介质中运移的数值模拟研究，探究多孔介质中CO2运移的特性。
（3）分析多个因素对多孔介质中CO2运移的影响，如孔隙度、渗透率、温度和压力等。
（4）基于数值模拟结果，提出多孔介质中CO2长期地质储存的可行性和优化方案。
2.研究方案
（1）建立多孔介质中CO2与水两相运移的数学模型，主要包括两相流模型、多相渗流模型和反应平衡模型。
（2）选择合适的数值方法对CO2在多孔介质中运移进行数值模拟。
（3）对多个因素进行敏感性分析，研究它们对CO2运移的影响程度。
（4）在现有研究的基础上，优化多孔介质中CO2长期地质储存的技术方案。
（5）进行实验验证，与数值模拟结果进行对比。
三、预期成果
1.建立多孔介质中CO2与水两相运移的数学模型。
2.通过数值模拟探究多孔介质中CO2运移的特性，包括CO2在多孔介质中的分布规律、运移机理等。
3.分析多个因素对多孔介质中CO2运移特性的影响，为多孔介质中CO2长期地质储存提供科学参考。
4.基于实验数据和数值模拟结果，提出优化多孔介质中CO2长期地质储存技术方案的建议，促进我国长期地质储存技术的发展。
四、研究难点和解决方案
1.多孔介质中CO2与水两相流的物理现象的建模和数学模型的构建。
解决方案：综合考虑两相流、多相渗流和反应平衡等多个因素，建立齐全的数学模型。
2.选择合适的数值方法对CO2在多孔介质中运移进行数值模拟。
解决方案：选取适合模拟多孔介质中CO2运移的数值方法，并对其进行验证和验证。比如有限元法、有限体积法等。
3.分析多个因素对多孔介质中CO2运移的影响程度。
解决方案：对多个因素进行相关的模拟和分析，比如孔隙度和渗透率的分析。
4.在多孔介质中CO2长期地质储存技术方案中的优化方案的建立。
解决方案：综合考虑各种可能的有关的因素，并对可行性进行评估，确定最优方案。