同流环境中多孔热水紊动浮射流特性数值模拟研究的任务书.docx

同流环境中多孔热水紊动浮射流特性数值模拟研究的任务书
任务书
题目：同流环境中多孔热水紊动浮射流特性数值模拟研究
任务背景：
多孔介质流动是自然科学和工程技术领域中研究重点之一，其在油气开采、土地退化、热交换、水资源管理等方面均有着重要应用。同时，紊动浮射流是一种流体力学现象，它是指流体中的凝聚和间隙空气带来的非可压缩气泡与多孔介质颗粒之间的相互作用所形成的一种复杂流动。热水多孔介质中的紊动浮射流也具有重要的实际应用价值。因此，对同流环境中多孔热水紊动浮射流特性进行数值模拟研究，对于深入了解多孔介质物理特性及其在油气开采、土地退化、热交换等领域的应用都将有着积极的推动作用。
任务目标：
1.通过数值模拟的方法，研究同流环境中多孔热水紊动浮射流的流场特性，包括速度场、压力场、温度场等。
2.探究不同参数（例如孔隙度、温度、阻力系数等）对多孔介质的流动特性产生的影响，分析其物理机理。
3.基于数值模拟结果，提出多孔介质理论模型，为多孔介质在工程实际中的应用提供理论依据。
任务内容：
1.建立同流环境中多孔热水紊动浮射流的数值模型，使用数值模拟软件Fluent进行模拟。
2.对不同参数进行敏感性分析，并探究不同参数对多孔介质流动特性的影响。
3.分析多孔介质流动的物理机理，并提出多孔介质的数学模型，为工程应用提供理论基础。
4.结合实验数据，验证数值模拟结果的正确性。
任务要求：
1.确定数值模拟所需参数及约束条件，建立与理论模型相一致的数值模型。
2.具有一定的数值计算方法和模型构建能力。能够掌握计算流体力学（CFD）基本理论及应用方法，具备独立开展数值模拟任务的能力。
3.能够独立完成计算程序的编写和修改，具有良好的编程能力和数据处理能力。
4.具有较强的现场实验操作能力，能够正确获取实验数据并对其进行分析处理。
5.能够撰写结论明确、层次分明的科学研究报告，并在预期时间内完成论文撰写。
预期成果：
1.完成同流环境中多孔热水紊动浮射流特性数值模拟研究，形成一份完整的科研报告。
2.提出多孔介质的数学模型，并对不同参数对多孔介质流动特性的影响进行了深入探究。
3.分析多孔介质流动的物理机理，为多孔介质在工程实际中的应用提供理论依据。
4.验证数值模拟结果的正确性，并对实验数据进行分析处理。
5.撰写结论明确、层次分明的科学研究报告，并在预期时间内完成论文撰写。
参考文献：
1.Tan,G.,Kavanagh,K.,&Byrne,G.(2016).InvestigationoffluidflowinporousmediaandchannelsusingaStokes-Darcycouplingapproachandparallelcomputing.JournalofComputationalPhysics,329,638-655.
2.Behbahani,A.H.,Nasrabad,H.B.,&Shirani,E.(2015).Flowandpollutanttransportinalargefracturezoneofaporousmediumundertransientgroundwaterrecharge.TransportinPorousMedia,107(1),187-204.
3.Li,J.,Chen,Z.,Li,Y.,Xu,Y.,&Liu,D.(2018).ModelingoffluidflowinheterogeneousporousmediumusingmodifiedLatticeBoltzmannmethod.JournalofPetroleumScienceandEngineering,166,193-203.