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天然氣水合物分解多物理化學(xué)場耦合機(jī)理的孔隙尺度研究 版權(quán)信息
- ISBN：9787302662488
- 條形碼：9787302662488 ; 978-7-302-66248-8
- 裝幀：精裝
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
天然氣水合物分解多物理化學(xué)場耦合機(jī)理的孔隙尺度研究 本書特色
《天然氣水合物分解多物理化學(xué)場耦合機(jī)理的孔隙尺度研究》利用孔隙尺度數(shù)值模擬，分析了天然氣水合物分解過程多物理化學(xué)場控制機(jī)制，從熱質(zhì)傳遞角度揭示了影響天然氣水合物分解速率的控制因素，改進(jìn)了天然氣水合物生產(chǎn)預(yù)測的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停苿恿怂衔锓纸膺^程的尺度升級研究，有助于實(shí)現(xiàn)天然氣水合物高效開發(fā)。
天然氣水合物分解多物理化學(xué)場耦合機(jī)理的孔隙尺度研究 內(nèi)容簡介
天然氣水合物資源在全球分布廣泛、儲量豐富，是具有前景的清潔能源。然而目前天然氣水合物開采仍面臨生產(chǎn)效率低下等技術(shù)難題，至今未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)開發(fā)。由于天然氣水合物分解是多孔介質(zhì)中復(fù)雜的多物理化學(xué)問題，從孔隙尺度出發(fā)認(rèn)識水合物分解控制機(jī)制，對指導(dǎo)水合物高效開采具有重要意義。《天然氣水合物分解多物理化學(xué)場耦合機(jī)理的孔隙尺度研究》針對天然氣水合物分解過程，開展了孔隙尺度研究，分析了水合物分解過程多物理化學(xué)場控制機(jī)制，推動了水合物分解過程的尺度升級研究，為實(shí)現(xiàn)天然氣水合物高效開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。 《天然氣水合物分解多物理化學(xué)場耦合機(jī)理的孔隙尺度研究》立足水合物分解過程中的熱質(zhì)傳遞規(guī)律這一科學(xué)問題，聚焦水合物開采前沿技術(shù)領(lǐng)域，適合從事能源工程、油藏工程等相關(guān)領(lǐng)域的讀者閱讀。
天然氣水合物分解多物理化學(xué)場耦合機(jī)理的孔隙尺度研究 目錄
第1章緒論
1.1研究背景及意義
1.2研究現(xiàn)狀及分析
1.2.1天然氣水合物分解控制機(jī)制研究現(xiàn)狀
1.2.2天然氣水合物生產(chǎn)預(yù)測模型研究現(xiàn)狀
1.2.3孔隙尺度多場耦合問題數(shù)值方法研究現(xiàn)狀
1.3研究內(nèi)容及方法 第2章多場耦合格子玻爾茲曼方法的建立與驗(yàn)證
2.1引論
2.2天然氣水合物分解過程涉及的多物理問題及控制方程
2.3基于格子玻爾茲曼方法的多場耦合數(shù)值模型
2.3.1多組分多相偽勢模型
2.3.2跨相傳質(zhì)模型及非均相反應(yīng)邊界處理
2.3.3共軛傳熱模型
2.3.4固相演化模型
2.3.5多場耦合數(shù)值計(jì)算流程
2.4多場耦合數(shù)值模型的驗(yàn)證
2.4.1熱力學(xué)一致性驗(yàn)證及楊拉普拉斯實(shí)驗(yàn)
2.4.2多相泊肅葉流動數(shù)值模擬
2.4.3方腔內(nèi)反應(yīng)傳質(zhì)過程計(jì)算
2.4.4封閉區(qū)域內(nèi)的CO2溶解過程計(jì)算
2.4.5Rayleigh-Bernard自然對流計(jì)算
2.5本章小結(jié) 第3章天然氣水合物分解過程傳熱傳質(zhì)控制機(jī)理分析
3.1引論
3.2物理模型及計(jì)算參數(shù)
3.3計(jì)算結(jié)果及討論
3.3.1水合物分解控制機(jī)理分析
3.3.2孔隙尺度水合物分解實(shí)驗(yàn)的數(shù)值模擬研究
3.3.3考慮傳質(zhì)限制作用的修正反應(yīng)動力學(xué)模型
3.4本章小結(jié) 第4章跨相傳質(zhì)CST-LB模型的建立與驗(yàn)證
4.1引論
4.2跨相傳質(zhì)CST-LB數(shù)值模型
4.3CST-LB模型的驗(yàn)證
4.3.1相界面處的濃度階躍數(shù)值模擬
4.3.2封閉區(qū)域內(nèi)氣體溶解數(shù)值模擬
4.3.3毛細(xì)管驅(qū)替過程組分輸運(yùn)數(shù)值模擬
4.3.4多孔介質(zhì)多相傳質(zhì)問題數(shù)值模擬
4.4非均相反應(yīng)邊界格式及改進(jìn)的潤濕邊界格式
4.4.1CST-LB非均相反應(yīng)邊界處理格式
4.4.2多組分偽勢模型潤濕性邊界格式的改進(jìn)
4.5多相體系中非均相反應(yīng)數(shù)值模擬的比較研究
4.5.1三種偽勢模型潤濕性邊界格式的比較
4.5.2考慮非均相反應(yīng)的一維多相傳質(zhì)問題
4.5.3有液滴覆蓋的圓柱體溶解問題
4.5.4毛細(xì)管驅(qū)替過程的反應(yīng)傳質(zhì)問題
4.5.5多孔介質(zhì)中的多相溶解問題
4.6本章小結(jié) 第5章天然氣水合物在氣水運(yùn)移過程中的分解規(guī)律研究
5.1引論
5.2物理問題及數(shù)值模型
5.3計(jì)算結(jié)果及討論
5.3.1純單相流動工況下水合物分解模式及控制機(jī)制
5.3.2多相流動工況下水合物分解模式及控制機(jī)制
5.3.3考慮氣水運(yùn)移影響的水合物分解模式圖
5.3.4考慮分解模式的滲流模型及水合物表面積模型
5.4本章小結(jié) 第6章結(jié)論與展望
6.1結(jié)論
6.2本書的創(chuàng)新點(diǎn)
6.3研究展望 參考文獻(xiàn) 致謝 Contents Chapter 1Introduction
1.1Research background
1.2Current state of research
1.2.1Methane hydrate controlling mechanisms
1.2.2Methane hydrate production prediction models
1.2.3Numerical methods for multiple physicochemical coupling problems at the pore scale
1.3Research content and methods Chapter 2Establishment and Verification of Lattice Boltzmann Method for Multiple Physicochemical Coupling Problems
2.1Introduction of this chapter
2.2Physical problems and governing equations involved in the methane hydrate dissociation process
2.3Multiple physicochemical numerical models based on the lattice Boltzmann method
2.3.1Multi-component multiphase pseudopotential model
2.3.2Interfacial mass transfer model and heterogeneous reaction boundary treatment
2.3.3Conjugate heat transfer model
2.3.4Solid evolution model
2.3.5Numerical implementation
2.4Verification of the numerical models
2.4.1Thermodynamic consistency and Young-Laplace test
2.4.2Multiphase Poiseuille flow
2.4.3Reactive mass transfer in a square cavity
2.4.4CO2 dissolution in a closed system
2.4.5Rayleigh-Bernard natural convection
2.5Summary of this chapter Chapter 3Analysis of Heat and Mass Transfer Mechanisms during the Methane Hydrate Dissociation Process
3.1Introduction of this chapter
3.2Physical problems and numerical parameters
3.3Numerical results and discussion
3.3.1Controlling mechanisms of methane hydrate dissociation
3.3.2Numerical simulation of dissociation experiments
3.3.3Kinetics model considering the mass transfer limitation
3.4Summary of this chapter Chapter 4Establishment and Verification of CST-LB Model for the Interfacial Mass Transfer
4.1Introduction of this chapter
4.2CST-LB model for the interfacial mass transfer
4.3Verification of the CST-LB model
4.3.1Concentration jump at the phase interface
4.3.2Gas dissolution in a closed system
4.3.3Reactive transport during drainage in a capillary tube
4.3.4Multiphase reactive transport in the porous media
4.4Heterogeneous reaction boundary treatment and improved wetting boundary scheme
4.4.1Heterogeneous reaction boundary for CST-LB model
4.4.2Improvement of wetting boundary treatment for Multi-component pseudopotential model 4.5Comparative study of multiphase reactive transport numerical simulations
4.5.1Comparison of wetting boundary treatments
4.5.2One-dimensional multiphase mass transfer with heterogeneous chemical reaction
4.5.3Cylinder dissolution covered with a droplet
4.5.4Reactive transport in capillary displacement process
4.5.5Multiphase dissolution process in the porous media
4.6Summary of this chapter Chapter 5Investigation on the Methane Hydrate Dissociation Dynamics Considering Gas-Water Migration
5.1Introduction of this chapter
5.2Physical problems and numerical models
5.3Numerical results and discussion
5.3.1Methane hydrate dissociation mechanisms under Single-phase flow conditions
5.3.2Methane hydrate dissociation mechanisms under multiphase flow conditions
5.3.3Methane hydrate dissociation regime diagram considering the gas-water migration
5.3.4Permeability model and hydrate surface area model
5.4Summary of this chapter Chapter 6Conclusions and Perspectives
6.1Conclusions
6.2Innovation points of this book
6.3Perspectives References Acknowledgements
1.1研究背景及意義
1.2研究現(xiàn)狀及分析
1.2.1天然氣水合物分解控制機(jī)制研究現(xiàn)狀
1.2.2天然氣水合物生產(chǎn)預(yù)測模型研究現(xiàn)狀
1.2.3孔隙尺度多場耦合問題數(shù)值方法研究現(xiàn)狀
1.3研究內(nèi)容及方法 第2章多場耦合格子玻爾茲曼方法的建立與驗(yàn)證
2.1引論
2.2天然氣水合物分解過程涉及的多物理問題及控制方程
2.3基于格子玻爾茲曼方法的多場耦合數(shù)值模型
2.3.1多組分多相偽勢模型
2.3.2跨相傳質(zhì)模型及非均相反應(yīng)邊界處理
2.3.3共軛傳熱模型
2.3.4固相演化模型
2.3.5多場耦合數(shù)值計(jì)算流程
2.4多場耦合數(shù)值模型的驗(yàn)證
2.4.1熱力學(xué)一致性驗(yàn)證及楊拉普拉斯實(shí)驗(yàn)
2.4.2多相泊肅葉流動數(shù)值模擬
2.4.3方腔內(nèi)反應(yīng)傳質(zhì)過程計(jì)算
2.4.4封閉區(qū)域內(nèi)的CO2溶解過程計(jì)算
2.4.5Rayleigh-Bernard自然對流計(jì)算
2.5本章小結(jié) 第3章天然氣水合物分解過程傳熱傳質(zhì)控制機(jī)理分析
3.1引論
3.2物理模型及計(jì)算參數(shù)
3.3計(jì)算結(jié)果及討論
3.3.1水合物分解控制機(jī)理分析
3.3.2孔隙尺度水合物分解實(shí)驗(yàn)的數(shù)值模擬研究
3.3.3考慮傳質(zhì)限制作用的修正反應(yīng)動力學(xué)模型
3.4本章小結(jié) 第4章跨相傳質(zhì)CST-LB模型的建立與驗(yàn)證
4.1引論
4.2跨相傳質(zhì)CST-LB數(shù)值模型
4.3CST-LB模型的驗(yàn)證
4.3.1相界面處的濃度階躍數(shù)值模擬
4.3.2封閉區(qū)域內(nèi)氣體溶解數(shù)值模擬
4.3.3毛細(xì)管驅(qū)替過程組分輸運(yùn)數(shù)值模擬
4.3.4多孔介質(zhì)多相傳質(zhì)問題數(shù)值模擬
4.4非均相反應(yīng)邊界格式及改進(jìn)的潤濕邊界格式
4.4.1CST-LB非均相反應(yīng)邊界處理格式
4.4.2多組分偽勢模型潤濕性邊界格式的改進(jìn)
4.5多相體系中非均相反應(yīng)數(shù)值模擬的比較研究
4.5.1三種偽勢模型潤濕性邊界格式的比較
4.5.2考慮非均相反應(yīng)的一維多相傳質(zhì)問題
4.5.3有液滴覆蓋的圓柱體溶解問題
4.5.4毛細(xì)管驅(qū)替過程的反應(yīng)傳質(zhì)問題
4.5.5多孔介質(zhì)中的多相溶解問題
4.6本章小結(jié) 第5章天然氣水合物在氣水運(yùn)移過程中的分解規(guī)律研究
5.1引論
5.2物理問題及數(shù)值模型
5.3計(jì)算結(jié)果及討論
5.3.1純單相流動工況下水合物分解模式及控制機(jī)制
5.3.2多相流動工況下水合物分解模式及控制機(jī)制
5.3.3考慮氣水運(yùn)移影響的水合物分解模式圖
5.3.4考慮分解模式的滲流模型及水合物表面積模型
5.4本章小結(jié) 第6章結(jié)論與展望
6.1結(jié)論
6.2本書的創(chuàng)新點(diǎn)
6.3研究展望 參考文獻(xiàn) 致謝 Contents Chapter 1Introduction
1.1Research background
1.2Current state of research
1.2.1Methane hydrate controlling mechanisms
1.2.2Methane hydrate production prediction models
1.2.3Numerical methods for multiple physicochemical coupling problems at the pore scale
1.3Research content and methods Chapter 2Establishment and Verification of Lattice Boltzmann Method for Multiple Physicochemical Coupling Problems
2.1Introduction of this chapter
2.2Physical problems and governing equations involved in the methane hydrate dissociation process
2.3Multiple physicochemical numerical models based on the lattice Boltzmann method
2.3.1Multi-component multiphase pseudopotential model
2.3.2Interfacial mass transfer model and heterogeneous reaction boundary treatment
2.3.3Conjugate heat transfer model
2.3.4Solid evolution model
2.3.5Numerical implementation
2.4Verification of the numerical models
2.4.1Thermodynamic consistency and Young-Laplace test
2.4.2Multiphase Poiseuille flow
2.4.3Reactive mass transfer in a square cavity
2.4.4CO2 dissolution in a closed system
2.4.5Rayleigh-Bernard natural convection
2.5Summary of this chapter Chapter 3Analysis of Heat and Mass Transfer Mechanisms during the Methane Hydrate Dissociation Process
3.1Introduction of this chapter
3.2Physical problems and numerical parameters
3.3Numerical results and discussion
3.3.1Controlling mechanisms of methane hydrate dissociation
3.3.2Numerical simulation of dissociation experiments
3.3.3Kinetics model considering the mass transfer limitation
3.4Summary of this chapter Chapter 4Establishment and Verification of CST-LB Model for the Interfacial Mass Transfer
4.1Introduction of this chapter
4.2CST-LB model for the interfacial mass transfer
4.3Verification of the CST-LB model
4.3.1Concentration jump at the phase interface
4.3.2Gas dissolution in a closed system
4.3.3Reactive transport during drainage in a capillary tube
4.3.4Multiphase reactive transport in the porous media
4.4Heterogeneous reaction boundary treatment and improved wetting boundary scheme
4.4.1Heterogeneous reaction boundary for CST-LB model
4.4.2Improvement of wetting boundary treatment for Multi-component pseudopotential model 4.5Comparative study of multiphase reactive transport numerical simulations
4.5.1Comparison of wetting boundary treatments
4.5.2One-dimensional multiphase mass transfer with heterogeneous chemical reaction
4.5.3Cylinder dissolution covered with a droplet
4.5.4Reactive transport in capillary displacement process
4.5.5Multiphase dissolution process in the porous media
4.6Summary of this chapter Chapter 5Investigation on the Methane Hydrate Dissociation Dynamics Considering Gas-Water Migration
5.1Introduction of this chapter
5.2Physical problems and numerical models
5.3Numerical results and discussion
5.3.1Methane hydrate dissociation mechanisms under Single-phase flow conditions
5.3.2Methane hydrate dissociation mechanisms under multiphase flow conditions
5.3.3Methane hydrate dissociation regime diagram considering the gas-water migration
5.3.4Permeability model and hydrate surface area model
5.4Summary of this chapter Chapter 6Conclusions and Perspectives
6.1Conclusions
6.2Innovation points of this book
6.3Perspectives References Acknowledgements
展開全部
天然氣水合物分解多物理化學(xué)場耦合機(jī)理的孔隙尺度研究 作者簡介
楊君宇，2013年9月考入清華大學(xué)熱能工程系，2017年7月本科畢業(yè)并獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位；2017年9月免試進(jìn)入清華大學(xué)能源與動力工程系攻讀動力工程及工程熱物理專業(yè)，師從史琳教授，2022年7月獲得工學(xué)博士學(xué)位；2022年9月至今于英國倫敦大學(xué)學(xué)院機(jī)械工程系從事研究工作。
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