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基于真实多孔介质三维重建的两相渗透流动及空隙形成的研究的任务书
题目：基于真实多孔介质三维重建的两相渗透流动及空隙形成的研究的任务书
研究背景与意义：
多孔介质广泛存在于地球上，如含水层、油气储层、岩石、土壤、人体组织等，其特殊的物理和化学特性决定了其在自然界和工业领域中的重要应用。研究多孔介质中的两相流动和空隙形成是理解多孔介质流动和传输机制的关键，对于地质储层的物质运移、环境污染、石油开采等具有重要意义。
研究内容：
本研究将采用基于真实多孔介质的三维重建技术，对含水岩心等多孔介质进行实验室实验，通过高分辨率的三维医学成像技术重建实验样品的微观结构，并建立包含大量虚拟孔隙的三维模型。通过计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)数值模拟技术，研究多孔介质中的两相流动特性，探究不同孔隙率和孔径分布下的流动行为，并分析渗流速度、渗透率、孔隙度等关键参数的变化规律。此外，还将利用影像处理技术，研究多孔介质中孔隙的分布、形态和尺寸，探究不同物理、化学因素对多孔介质中的空隙形成和演化的影响规律。
研究目标：
1.通过三维重建技术，获得真实多孔介质的微观结构，建立包含大量虚拟孔隙的三维模型。
2.利用CFD数值模拟技术，研究多孔介质中的两相流动特性，探究不同物理因素对流动行为的影响规律。
3.分析渗流速度、渗透率、孔隙度等关键参数的变化规律，探究不同孔隙率和孔径分布下的流动行为。
4.通过影像处理技术，研究多孔介质中孔隙的分布、形态和尺寸，探究不同物理、化学因素对多孔介质中的空隙形成和演化的影响规律。
研究方法：
本研究将采用实验室实验、三维重建技术、CFD数值模拟技术和影像处理技术相结合的方法。首先，采用高分辨率三维医学成像仪对含水岩心等多孔介质进行扫描，获取其微观结构信息。然后，利用三维重建技术，建立包含大量虚拟孔隙的三维模型。接着，利用CFD数值模拟技术，对多孔介质中的两相流动进行数值模拟，并分析渗流速度、渗透率、孔隙度等关键参数的变化规律。最后，利用影像处理技术，研究多孔介质中孔隙的分布、形态和尺寸，探究不同物理、化学因素对多孔介质中的空隙形成和演化的影响规律。
研究预期结果：
1.获得真实多孔介质的微观结构信息，建立包含大量虚拟孔隙的三维模型，为多孔介质研究提供基础数据。
2.研究多孔介质中的两相流动特性，探究不同物理因素对流动行为的影响规律，并分析渗流速度、渗透率、孔隙度等关键参数的变化规律。
3.探究不同孔隙率和孔径分布下的流动行为，为多孔介质流动和传输机制的研究提供基础数据。
4.研究多孔介质中孔隙的分布、形态和尺寸，探究不同物理、化学因素对多孔介质中的空隙形成和演化的影响规律，为解释多孔介质变化机理提供参考。
研究贡献：
通过本研究，将有以下几方面的贡献：
1.应用三维重建技术和CFD数值模拟技术相结合的方法，系统研究多孔介质中的两相渗透流动行为及空隙形成特征。
2.研究多孔介质中渗流速度、渗透率、孔隙度等关键参数的变化规律，拓展了多孔介质中孔隙结构与物理特性的认知。
3.通过影像处理技术研究多孔介质中孔隙的分布、形态和尺寸，深入理解多孔介质中孔隙的形成和演化机理。
4.本研究结果可为探究多孔介质流动与传输机制提供新的实验和理论支持，对石油、地质、环境等领域具有一定的指导和推广价值。
研究计划：
本研究周期为2年，主要分为以下几个阶段：
1.第一年：研究多孔介质的三维重建技术，建立包含大量虚拟孔隙的三维模型，学习CFD数值模拟技术并进行流动行为的数值模拟。
2.第二年：分析渗流速度、渗透率、孔隙度等关键参数的变化规律，并利用实验室技术和影像处理技术研究多孔介质中孔隙的分布、形态和尺寸，深入了解多孔介质中的空隙形成和演化机理，完成研究报告和学位论文撰写。