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致密砂岩气藏微观结构及渗流特征 被引量：50
1
作者 杨建 康毅力 +1 位作者 李前贵 张浩 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期229-236,共8页
随着常规油气资源的减少,致密砂岩气藏逐渐成为勘探开发的热点.然而致密砂岩气高效产出机理研究还相对滞后,已经成为目前制约致密砂岩气大规模经济有效开发的瓶颈.致密砂岩由于其特殊的地质特征,基质微观结构复杂,天然裂缝一定程度发育... 随着常规油气资源的减少,致密砂岩气藏逐渐成为勘探开发的热点.然而致密砂岩气高效产出机理研究还相对滞后,已经成为目前制约致密砂岩气大规模经济有效开发的瓶颈.致密砂岩由于其特殊的地质特征,基质微观结构复杂,天然裂缝一定程度发育,投产一般需要水力压裂等增产措施,气体在其中渗流存在跨尺度效应.研究揭示出致密砂岩气在多孔介质中的流动分为解吸、扩散、渗流等几个方式,包括浓度场下的扩散、压力场中的渗流等.综述了致密砂岩存在的非常规地质特征及其研究描述方法,并依据克努森数大小,对致密砂岩气的渗流状态进行流态区域划分,为更好的理解和模拟致密砂岩气的流动状态提供了理论依据,并指出建立一种高效、简洁的微观结构精细描述方法,以及解决致密砂岩气在多尺度条件下的传质优化等是今后研究的重点方向. 展开更多
关键词 致密砂岩 气藏 微观结构 渗流 克努森数
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页岩气在超低渗介质中的渗流行为 被引量：40
2
作者 姚同玉 黄延章 李继山 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期990-995,共6页
基于页岩气藏复杂孔隙结构和页岩气在纳米孔隙表面的滑脱和吸附-解吸附等现象,通过引入表观渗透率,修正Darcy渗流模型,得到了页岩气渗流本构方程.将计算结果与Darcy模型计算结果进行了比照,结果表明,在产量定常情形下,基于非Darcy渗流... 基于页岩气藏复杂孔隙结构和页岩气在纳米孔隙表面的滑脱和吸附-解吸附等现象,通过引入表观渗透率,修正Darcy渗流模型,得到了页岩气渗流本构方程.将计算结果与Darcy模型计算结果进行了比照,结果表明,在产量定常情形下,基于非Darcy渗流模型得到的井底压力高于Darcy流结果;Darcy流模型得到的压力衰减速度较快,改进后的渗流模型更能准确描述与表征页岩气渗流过程;研究结果可为页岩气藏的经营与管理提供基础参数. 展开更多
关键词 页岩气 非DARCY渗流 滑脱流 吸附-解吸附 KN
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微尺度换热器的研究及相关问题的探讨 被引量：23
3
作者 姜培学 王补宣 任泽 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期328-332,共5页
本文对微风度换热器产生的背景、研究现状及存在的问题进行了综述和初步分析。对在微小槽道内流体的流动和传热与常规尺度下的差异的原因和机理进行了简单分析。发现有些用气体所做的实验研究，很有可能是处于有速度滑移和温度跳跃的滑... 本文对微风度换热器产生的背景、研究现状及存在的问题进行了综述和初步分析。对在微小槽道内流体的流动和传热与常规尺度下的差异的原因和机理进行了简单分析。发现有些用气体所做的实验研究，很有可能是处于有速度滑移和温度跳跃的滑流区。速度滑移和温度跳跃致使阻力系数减小、传热减弱。对微小槽道和多孔介质对传热的强化效果进行厂比较。多孔介质对传热的强化效果更好，但同时压力损失也更大。 展开更多
关键词 微尺度换热器 微小槽道 多孔结构 换热器
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致密砂岩天然气扩散能力研究 被引量：30
4
作者 杨建 康毅力 +1 位作者 桑宇 李前贵 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期76-79,共4页
致密砂岩储层岩性致密,自生粘土矿物类型丰富且含量高,造成致密砂岩储层晶间微孔发育,岩石比表面积巨大,实验测得平均比表面积为2.13m2/g。在储层发育的纳微尺度空间内,天然气分子在其中的赋存状态以吸附为主,一旦微孔介质中天然气浓度... 致密砂岩储层岩性致密,自生粘土矿物类型丰富且含量高,造成致密砂岩储层晶间微孔发育,岩石比表面积巨大,实验测得平均比表面积为2.13m2/g。在储层发育的纳微尺度空间内,天然气分子在其中的赋存状态以吸附为主,一旦微孔介质中天然气浓度发生变化,克努森数大于10时,吸附天然气将解吸、扩散、运移。实验室测定致密砂岩天然气扩散系数平均为6.86×10-5m2/s,通过模拟典型致密砂岩气井生产周期内天然气扩散量,证实扩散是致密砂岩天然气重要产出方式之一。 展开更多
关键词 致密砂岩 气藏 克努森数 物理吸附 扩散
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利用格子Boltzmann方法计算页岩渗透率 被引量：25
5
作者 张磊 姚军 +1 位作者 孙海 孙致学 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期87-91,共5页
针对页岩中孔隙主要分布在纳米尺度的特点,建立Knudsen数修正固体边界并考虑镜面反弹的格子Boltzmann模型。利用二维平板模型,考察Knudsen数对渗透率的影响,得出在一定误差条件下,须考虑Knudsen数修正的最大孔隙宽度。由页岩的SEM扫描... 针对页岩中孔隙主要分布在纳米尺度的特点,建立Knudsen数修正固体边界并考虑镜面反弹的格子Boltzmann模型。利用二维平板模型,考察Knudsen数对渗透率的影响,得出在一定误差条件下,须考虑Knudsen数修正的最大孔隙宽度。由页岩的SEM扫描图像重构得到三维数字岩心,利用新模型进行模拟流动,并计算得到绝对渗透率。结果表明:利用Knudsen数修正后,通道中间部分流体速度增大,固体边界处速度变小;压力不变,随着孔隙直径变小,Knudsen数增大,渗透率变小。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 页岩 knudsen数 数字岩心
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页岩微孔结构及其对气体传质方式影响 被引量：26
6
作者 陈强 康毅力 +2 位作者 游利军 俞杨烽 刘洪林 《天然气地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1298-1304,共7页
页岩复杂的孔隙结构对页岩气赋存状态、储量计算以及多尺度传质具有重要影响。运用压汞和氮气吸附法测定了页岩孔隙结构参数,基于不同孔径中的气体努森数,分析了孔隙尺度与页岩气传质方式的关系。结果表明：页岩压汞孔喉分布曲线呈现明... 页岩复杂的孔隙结构对页岩气赋存状态、储量计算以及多尺度传质具有重要影响。运用压汞和氮气吸附法测定了页岩孔隙结构参数,基于不同孔径中的气体努森数,分析了孔隙尺度与页岩气传质方式的关系。结果表明：页岩压汞孔喉分布曲线呈现明显的三峰特征,直径小于100nm的纳米孔占页岩基块总储渗空间的80%~95%;页岩纳米孔平均直径为3.78~10.09nm,纳米孔具有巨大的BET比表面,77%~99%的比表面集中分布于孔径小于10nm的纳米孔内;基于气体动力学理论,在页岩多尺度孔隙中,页岩气的传质方式可划分为无滑脱渗流、存在滑脱渗流、过渡流动以及分子扩散,孔隙尺度控制着气体的传质方式;在页岩气藏开采的不同时期,不同孔隙尺度中的气体传质方式是动态变化的;在气藏开采中后期,页岩孔隙尺度是影响气体扩散类型和扩散系数的重要因素。 展开更多
关键词 页岩 孔隙结构 传质 多尺度 努森数 扩散
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考虑渗流-扩散的煤层瓦斯流动修正模型 被引量：19
7
作者 魏建平 王洪磊 +1 位作者 王登科 姚邦华 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期873-878,共6页
为研究煤层瓦斯流动规律,在考虑了不同扩散机制和滑移边界的前提下,建立了考虑渗流-扩散效应的煤层瓦斯流动新模型,分析了同一气体压力条件下扩散质量通量占总质量通量比重、视渗透率和达西渗透率的比值随Knudsen数(Kn)的变化关系.结果... 为研究煤层瓦斯流动规律,在考虑了不同扩散机制和滑移边界的前提下,建立了考虑渗流-扩散效应的煤层瓦斯流动新模型,分析了同一气体压力条件下扩散质量通量占总质量通量比重、视渗透率和达西渗透率的比值随Knudsen数(Kn)的变化关系.结果表明:新模型在描述煤层瓦斯流动规律方面更为合理准确;当Kn>20.000时,瓦斯在煤层中的流动属于自由分子流,流动规律符合扩散定律;当0.020<Kn≤20.000时,煤层瓦斯流动需同时考虑扩散项和渗流项,煤层瓦斯流动属于过渡流;当0.002<Kn≤0.020时,煤层瓦斯流动属于黏性连续流,流动规律满足带滑移边界的达西方程;当Kn≤0.002时,煤层瓦斯流动满足达西方程. 展开更多
关键词 煤层瓦斯 瓦斯扩散 瓦斯渗流 knudsen数 流动机制
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纳米尺度下气体薄膜润滑理论研究 被引量：15
8
作者 彭泳卿 路新春 雒建斌 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期56-60,共5页
提出了依赖于逆Knudsen数的纳米尺度影响因子NP,修正了目前应用较为普遍的FK-Boltzmann模型,并给出了其数值计算结果.结果表明:当膜厚小于单个空气分子平均自由程时,由于纳米尺度效应的影响,流量因子有所减小,承载能力略微增加.
关键词 纳米尺度效应 气体薄膜 knudsen数 稀薄气体
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煤储层纳米孔隙结构及其瓦斯扩散特征 被引量：16
9
作者 聂百胜 伦嘉云 +4 位作者 王科迪 申杰升 琚宜文 张军 陆卫东 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1755-1762,共8页
研究煤复杂发育的孔隙结构对揭示煤层气体赋存机理及扩散运移规律有重要意义.为了研究煤的纳米孔隙结构,利用SEM、液氮吸附、小角X射线研究了不同煤阶煤的纳米孔隙在形式和分布上的非均匀性.实验煤样煤基质中的孔呈多峰分布,且孔径范围... 研究煤复杂发育的孔隙结构对揭示煤层气体赋存机理及扩散运移规律有重要意义.为了研究煤的纳米孔隙结构,利用SEM、液氮吸附、小角X射线研究了不同煤阶煤的纳米孔隙在形式和分布上的非均匀性.实验煤样煤基质中的孔呈多峰分布,且孔径范围主要集中在2~10nm.煤样低温液氮吸附实验测得煤样的吸附量为3.676cm3/g,煤样的比表面积为1.416m2/g.以最可几孔径作为研究对象,在实验压力范围内,吸附压力越大,最可几孔径变大的越多;瓦斯气体在纳米级孔隙结构中的扩散模式以过渡型扩散为主,微孔更发达的煤样中,扩散更接近Knudsen型扩散,中孔更发达的煤样中,扩散更接近Fick型扩散;Knudsen数与温度呈负相关关系,温度高于250K后,Knudsen数趋于稳定,与压强呈正相关关系,压强越大,扩散越容易. 展开更多
关键词 孔隙结构 扩散方式 knudsen数 小角X射线散射
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克努森数在微尺度相似流动特性研究中的作用 被引量：16
10
作者 许艳芝 朱惠人 郑杰 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1752-1758,共7页
为了研究克努森数对微尺度相似流动的影响,选取孔径分别为3,1,0.5,0.3mm的相似小孔模型并视流体为连续介质,在相同的雷诺数下对各尺度小孔流体克努森数不同和相同的情况进行数值模拟,计算小孔的质量流量系数并分析其内部流场特征.结果表... 为了研究克努森数对微尺度相似流动的影响,选取孔径分别为3,1,0.5,0.3mm的相似小孔模型并视流体为连续介质,在相同的雷诺数下对各尺度小孔流体克努森数不同和相同的情况进行数值模拟,计算小孔的质量流量系数并分析其内部流场特征.结果表明:在相同的雷诺数下,原件与放大件的内部流场在克努森数相同时表现出更好的相似性,小孔质量流量系数也表现出更好的吻合性,因此在采用相似放大模型研究微小尺度结构的流动特性时,为了得到更为准确的结果,必须保证相似放大件和微尺度原件克努森数相同. 展开更多
关键词 相似流动 克努森数 连续介质 质量流量系数 涡旋 边界
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致密岩石气体渗流滑脱效应试验研究 被引量：13
11
作者 王环玲 徐卫亚 +1 位作者 巢志明 孔茜 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期777-785,共9页
由于致密结构和低的渗透率,气体在孔隙喉道小的致密岩石中流动会受到滑脱效应的影响。以湖南某试验场地致密砂岩为研究对象,对岩样进行了微观结构的SEM分析,通过一系列围压和孔隙压力作用下的砂岩气体流量和渗透率测试,研究气体在致密... 由于致密结构和低的渗透率,气体在孔隙喉道小的致密岩石中流动会受到滑脱效应的影响。以湖南某试验场地致密砂岩为研究对象,对岩样进行了微观结构的SEM分析,通过一系列围压和孔隙压力作用下的砂岩气体流量和渗透率测试,研究气体在致密岩石中渗流特征,证明了致密砂岩气体流动存在滑脱效应现象,其渗流不符合Darcy定律。分析了孔压对滑脱效应的影响、滑脱效应对气测渗透率的影响以及滑脱因子与绝对渗透率的函数关系。研究结果表明,滑脱效应对气测渗透率的影响随着围压和气体孔隙压力的变化有所不同。同等围压下,孔隙压力越小,滑脱效应越明显,导致气测渗透率大于砂岩绝对渗透率。同等孔压下,当围压达到某一值后,其对滑脱效应的影响有限,同时也说明围压对岩石的压密是有限的。砂岩的平均气体孔隙压力与气测渗透率关系更加符合二次项曲线方程。计算获得的克努森数Kn说明了在相对高的围压和低的孔隙压力条件下,气体渗流过程位于滑脱流和过渡流之间,传统的N-S方程可能不再适用,应用Knudsen扩散方程更加合理,特别是当克努森数Kn比较高时。 展开更多
关键词 致密砂岩 气体渗透率 滑脱效应 试验研究 克努森数
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不同机制条件下的煤层瓦斯流动方程研究 被引量：10
12
作者 王洪磊 王登科 姚邦华 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期20-24,共5页
气体流动可分为连续流、滑流、过渡流、自由分子流,为研究不同流动机制下的煤层瓦斯流动规律,在充分考虑了不同扩散机制和滑移边界条件后,建立了适用于不同流动机制的煤层瓦斯流动方程,深入分析了视渗透率和达西渗透率的比值随Knudsen... 气体流动可分为连续流、滑流、过渡流、自由分子流,为研究不同流动机制下的煤层瓦斯流动规律,在充分考虑了不同扩散机制和滑移边界条件后,建立了适用于不同流动机制的煤层瓦斯流动方程,深入分析了视渗透率和达西渗透率的比值随Knudsen数的变化关系。研究结果表明:所提出的煤层瓦斯流动方程能准确描述包括达西流、滑流、自由分子流、过渡流在内的气体流动行为。瓦斯气体在煤层孔隙、裂隙中流动过程中浓度扩散和粘性流同时存在,当Kn<0.01时,粘性流起主导作用,瓦斯流动满足渗流方程;当Kn>10时,浓度扩散起主导作用,瓦斯流动符合扩散方程;在Kn的其他范围内,煤层孔隙裂隙中瓦斯流动以滑流、过渡流为主,在对之进行评价时应同时考虑扩散项和渗流项。研究结果可为揭示煤层瓦斯流动机理、提高煤层瓦斯抽采率和煤层气的产量预测准确度提供新方法和新途径。 展开更多
关键词 煤层瓦斯 瓦斯扩散 瓦斯渗流 knudsen数 流动机制
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考虑应力敏感和吸附的页岩表观渗透率模型 被引量：11
13
作者 郭肖 任影 吴红琴 《岩性油气藏》 CSCD 北大核心 2015年第4期109-112,118,共5页
页岩气流动存在明显的多尺度效应,而应力敏感和吸附现象的存在使得页岩气的渗流机理更为复杂。基于Beskok-Karniandakis模型,推导了考虑应力敏感和吸附的页岩表观渗透率计算模型。利用该模型进行计算并分析了应力敏感和吸附对页岩表观... 页岩气流动存在明显的多尺度效应,而应力敏感和吸附现象的存在使得页岩气的渗流机理更为复杂。基于Beskok-Karniandakis模型,推导了考虑应力敏感和吸附的页岩表观渗透率计算模型。利用该模型进行计算并分析了应力敏感和吸附对页岩表观渗透率的影响。当页岩孔隙半径大于5 nm时,应力敏感对表观渗透率的影响占主要地位,应力敏感和吸附综合作用下的页岩表观渗透率随压力降低呈先降后升的趋势;当孔隙半径小于5 nm时,应力敏感导致的渗透率损失要小于气体解吸和滑脱引起的渗透率增大,页岩表观渗透率随压力降低而增大。 展开更多
关键词 页岩气 应力敏感 吸附 多尺度流动 克努森数
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考虑稀薄气体效应的止推箔片轴承静特性分析 被引量：11
14
作者 闫佳佳 刘占生 +1 位作者 张广辉 韦继勤 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1521-1529,共9页
以波箔型气体止推箔片轴承为研究对象,基于1阶滑移速度边界条件,建立了考虑稀薄气体系数的修正雷诺方程.结合Newton-Raphson迭代法和有限差分法,耦合求解Reynolds方程和润滑膜厚度方程,仿真获得了止推箔片轴承的轴向承载力、起飞转速等... 以波箔型气体止推箔片轴承为研究对象,基于1阶滑移速度边界条件,建立了考虑稀薄气体系数的修正雷诺方程.结合Newton-Raphson迭代法和有限差分法,耦合求解Reynolds方程和润滑膜厚度方程,仿真获得了止推箔片轴承的轴向承载力、起飞转速等静态性能,并研究了稀薄气体效应和轴承结构参数对止推箔片轴承静态特性的影响.结果表明:稀薄气体效应将使止推箔片轴承的轴向承载力减小,起飞转速增大,且稀薄气体效应的影响随轴承工作转速、箔片变形柔度系数的提高有所减弱;止推箔片轴承的安装间隙小于10μm时,起飞转速随安装间隙的减小急剧增大,因而在止推箔片轴承装配时须严格控制轴向间隙. 展开更多
关键词 气体止推箔片轴承 克努森数 稀薄气体 轴向承载力 起飞转速
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致密多孔介质气体运移机理 被引量：8
15
作者 刘圣鑫 钟建华 +3 位作者 刘晓光 李勇 邵珠福 刘选 《天然气地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1520-1528,共9页
气体在致密多孔介质中的运移受多种因素的影响,如孔隙结构、气体的赋存方式、温度和压力等。地层压力大,气体密度高,应属于稠密气体;另外,在页岩、煤岩、致密砂岩等多孔介质中发育了丰富的纳米级孔隙,使气体的运移机制极为复杂。详细研... 气体在致密多孔介质中的运移受多种因素的影响,如孔隙结构、气体的赋存方式、温度和压力等。地层压力大,气体密度高,应属于稠密气体;另外,在页岩、煤岩、致密砂岩等多孔介质中发育了丰富的纳米级孔隙,使气体的运移机制极为复杂。详细研究了气体在致密多孔介质中的运移机理,并引入稠密气体理论,通过计算分子平均自由程,发现直径大于2nm的孔隙中,压力大于1.135MPa时(76.85℃),气体不会发生Knudsen型扩散,Fick型扩散和表面扩散可能是主要的扩散方式;并得到Knudsen渗透率修正因子随压力增加而减小,随温度的升高而增加,随孔隙半径的减小而增加,在较小孔隙中温度的影响更显著;气体从小孔扩散至大孔和裂缝系统是多种扩散机制的结果,孔隙的大小、气体的赋存方式和压力直接关系到气体的运移机理。对比分析Klinkenberg渗透率和Knudsen渗透率修正因子,发现Knudsen渗透率模型是更精确的渗透率模型,Klinkenberg渗透率修正因子可以看作是Knudsen渗透率修正因子的一级修正。 展开更多
关键词 knudsen数 渗透率修正因子 Enskog稠密气体理论 滑脱效应
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高超声速平板近空间气动特性的计算分析研究 被引量：9
16
作者 黄飞 程晓丽 沈清 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期900-907,共8页
采用DSMC方法对二维小尺度平板在近连续流至自由分子流区域、攻角为0°-30°下的高超声速气动特性进行计算分析，旨在探索高超声速飞行器在近空间空域内气动特性的变化规律和影响因素。结果表明，升阻比随努森数、马赫数的增加... 采用DSMC方法对二维小尺度平板在近连续流至自由分子流区域、攻角为0°-30°下的高超声速气动特性进行计算分析，旨在探索高超声速飞行器在近空间空域内气动特性的变化规律和影响因素。结果表明，升阻比随努森数、马赫数的增加单调下降，相对比来说，马赫数对升阻比的影响不是很明显，而努森数的影响比较明显。特别针对摩阻特性进行了分析，在马赫数10、高度55-110km、0°攻角时摩阻在总阻力中所占比重高达60％以上。随着攻角的增加，由于波阻的急剧增加导致摩阻所占比重下降。在10°攻角下，摩阻在总阻力中所占比重约为45％-70％。30°攻角时摩阻在总阻力中所占比重则下降为12％-50％。同时还发现，在近自由分子流区域中，0°攻角时阻力系数随着马赫数的增加而下降，在有攻角时该马赫数效应呈现减弱趋势。 展开更多
关键词 高超声速 近空间飞行器 DSMC 努森数 气动特性
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基于格子Boltzmann方法的微气体流动速度滑移边界条件的检验 被引量：8
17
作者 刘加利 张继业 张卫华 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期647-653,共7页
为研究微气体流动的速度滑移边界条件,建立适用于滑移区和过渡区的微气体流动的格子Boltzmann模型,从气体动理学理论及Knudsen层效应出发推导了Knudsen数与无量纲松弛时间的关系,基于Succi的边界处理方法和广义二阶速度滑移边界条件推... 为研究微气体流动的速度滑移边界条件,建立适用于滑移区和过渡区的微气体流动的格子Boltzmann模型,从气体动理学理论及Knudsen层效应出发推导了Knudsen数与无量纲松弛时间的关系,基于Succi的边界处理方法和广义二阶速度滑移边界条件推导出壁面滑移速度和反弹比例系数的计算公式,并以微尺度Poiseuille流动为例,对七类速度滑移边界条件进行研究。计算结果表明,在各个速度滑移模型下,中心线上的无量纲速度的偏差小于边界上的无量纲滑移速度的偏差。Guo模型、Hisa模型、Zhang模型表现较好,其次是Hadjiconstantinou模型,而Cercignani模型、Schamberg模型、Deissler模型的表现较差。 展开更多
关键词 微气体流动 格子BOLTZMANN模型 knudsen数 滑移速度 稀薄参数
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微通道中气体流动的格子Boltzmann数值模拟 被引量：5
18
作者 聂德明 郭晓辉 林建忠 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期389-395,共7页
采用可压缩格子Boltzmann模型及非平衡外推边界条件,数值模拟微通道中的气体在滑移区域(Kn≤0.1)内的流动,计算结果包括出口速度剖面、通道中心压力分布以及质量流率等,与理论结果及其他实验结果符合得很好.还模拟了180°弯曲通道... 采用可压缩格子Boltzmann模型及非平衡外推边界条件,数值模拟微通道中的气体在滑移区域(Kn≤0.1)内的流动,计算结果包括出口速度剖面、通道中心压力分布以及质量流率等,与理论结果及其他实验结果符合得很好.还模拟了180°弯曲通道中的气体流动.结果表明,滑移速度的存在抑制了边界层的分离,因此在弯曲处不存在漩涡.计算结果还表明,弯道的存在显著影响了气体的质量流率. 展开更多
关键词 微流动 格子BOLTZMANN方法 knudsen数 弯道
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微小尺度下平板间气体流动机理及压力特性分析 被引量：7
19
作者 宁方伟 龙威 刘岩 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第14期1862-1865,共4页
基于平板间气膜内气体分子运动和碰撞的规律,提出气膜分层理论,将板间气膜内的气体划分为近壁层、稀薄层、连续流层。给出了划分稀薄层和连续流层的依据,建立分层物理模型并提出每层的控制方程,验证了分层理论的合理性。通过大规模原子... 基于平板间气膜内气体分子运动和碰撞的规律,提出气膜分层理论,将板间气膜内的气体划分为近壁层、稀薄层、连续流层。给出了划分稀薄层和连续流层的依据,建立分层物理模型并提出每层的控制方程,验证了分层理论的合理性。通过大规模原子/分子大型并行模拟器仿真板间气膜内气体流态并计算沿高度方向的压力,得出了如下结论:随着板间气体流速的增大,板间气膜有效压力减小,连续流层的厚度增大,稀薄层的厚度减小;当气体流速到达一定值时,气膜内压力不再分层,速度滑移现象可以忽略。 展开更多
关键词 微机电系统 微流体 速度滑移 knudsen数 分子碰撞
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稀薄条件下平板间润滑气膜内速度滑移现象分析 被引量：7
20
作者 宁方伟 龙威 +2 位作者 公玲 裴浩 杨绍华 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期738-743,共6页
空气静压导轨润滑气膜工作在微米级时,内部气流受稀薄效应影响,沿流动方向压力和流速的变化规律与宏观计算所得差异较大。在气膜高度方向上,由于特征尺度减小,气体分子间作用效果加剧,传统忽略垂直方向压力梯度变化的假设不再成立,气膜... 空气静压导轨润滑气膜工作在微米级时,内部气流受稀薄效应影响,沿流动方向压力和流速的变化规律与宏观计算所得差异较大。在气膜高度方向上,由于特征尺度减小,气体分子间作用效果加剧,传统忽略垂直方向压力梯度变化的假设不再成立,气膜内部不仅呈现较明显的分层趋势,并且速度滑移现象越发显著。通过LAMMPS(大规模原子分子并行模拟器)、LBM(离散格子玻尔兹曼方法)和Fluent等方法模拟气膜支撑区气体流态并计算其流速和压力,得出了相关结论:润滑气膜内沿气体流动方向分为压力驱动区和牛顿摩擦区,沿高度方向分为近壁层、稀薄层、连续流层,速度滑移主要发生在压力驱动区的近壁层和稀薄层。气膜分层及速度滑移现象存在于压力驱动区和牛顿摩擦区;压力驱动区的气膜分层及速度滑移随气体流速的增加而增强,牛顿摩擦区的气膜分层逐渐弱化,速度滑移现象逐渐退化为近壁面边界层。 展开更多
关键词 稀薄效应 速度滑移 knudsen数 分子碰撞 牛顿摩擦
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