两相流区域耦合问题的研究

项目名称： 两相流区域耦合问题的研究

项目编号： No.11401467

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 陈洁

作者单位： 西安交通大学

项目金额： 22万元

中文摘要： 两相流区域耦合问题是由气驱采油等工业实际问题驱动的科学研究，是目前国际上流体区域耦合领域的前沿问题，对于我国的石油工业、化工工业和环境保护的原创性具有重要的科学意义和应用价值。本项目针对不可压不互溶两相流体在自由流体区域和多孔介质区域中的耦合问题，结合理论分析、数值模拟以及物理实验的方法展开深入系统的研究，建立和完善带有合理传输条件的两相流区域耦合物理模型，用投影方法和凸分解方法求解描述自由流体区域中两相流的耦合的Cahn-Hilliard-Navier-Stokes方程，用间断有限元和混合有限元来求解刻画多孔介质中两相流的两相Darcy方程，利用非迭代算法来提高计算效率，利用区域分解方法来提高复杂区域求解的可行性，利用Mortar有限元来提高求解耦合问题的精度，从而揭示耦合区域中两相流的流动特性，研究传输条件对于流体速度和压力的影响。研究成果将为气驱采油等工业应用提供理论依据和技术支持。

中文关键词： 两相流；区域耦合；Navier-Stokes方程；Darcy方程；区域分解算法

英文摘要： Research on two-phase fluid flow in coupled free flow and porous media regions is driven by industrial engineering problems such as gas flooding oil recovery, which is on frontiers of domain coupling problems for fluid flow and has important scientific si

英文关键词： two-phase flow；domain coupling；Navier-Stokes equation；Darcy equation；domain decomposition algorithm