基于相似準(zhǔn)則和氣體真實(shí)物性參數(shù)提出一種格子Boltzmann模型中選取無(wú)因次松弛時(shí)間的新方法,同時(shí)考慮邊界努森層的影響對(duì)無(wú)因次松弛時(shí)間進(jìn)行修正,結(jié)合壁面二階滑移邊界條件推導(dǎo)出相應(yīng)組合反彈/鏡面反射邊界條件中的關(guān)鍵參數(shù),從而建立了基于格子Boltzmann方法的適用于高溫高壓條件的非常規(guī)天然氣微尺度流動(dòng)模擬新模型。將甲烷氣體在無(wú)限長(zhǎng)微通道中的體積力驅(qū)動(dòng)流動(dòng)及長(zhǎng)直微通道中受進(jìn)出口壓差驅(qū)動(dòng)流動(dòng)的模擬結(jié)果與文獻(xiàn)中數(shù)值解及解析解進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性,并對(duì)無(wú)因次松弛時(shí)間修正式進(jìn)行優(yōu)選。結(jié)果表明,新模型可以有效表征非常規(guī)天然氣微尺度流動(dòng)條件下的滑脫效應(yīng)、壓縮效應(yīng)、氣體稠密性及邊界努森層影響;實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣體真實(shí)流動(dòng)條件更加全面的表征,可作為微納尺度非常規(guī)天然氣流動(dòng)模擬研究的基礎(chǔ)模型。圖8表1參56

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圖6甲烷在微通道中周期流動(dòng)時(shí)無(wú)因次流量隨努森數(shù)的變化

Kn_2）的計(jì)算結(jié)果吻合度較高，說(shuō)明Kn對(duì)邊界滑移速度的準(zhǔn)確捕捉具有重要影響。本文模型計(jì)算結(jié)果與Guo等計(jì)算結(jié)果始終存在偏差，并且在Kn值較大時(shí)偏差非常明顯。可以發(fā)現(xiàn)，隨著Kn值的增加，邊界滑移速度顯著增大，滑脫效應(yīng)對(duì)流動(dòng)的影響越來(lái)越明顯。圖5甲烷氣體在微通道中周期流動(dòng)時(shí)出口處無(wú)....

圖1不同努森數(shù)下無(wú)因次松弛時(shí)間取值（N=100）（10）

2021年2月趙玉龍等：基于格子Boltzmann方法的非常規(guī)天然氣微尺度流動(dòng)基礎(chǔ)模型159圖1不同努森數(shù)下無(wú)因次松弛時(shí)間取值（N=100）sp（10）考慮高溫高壓非理想氣體稠密性修正時(shí)[36]，動(dòng)力黏度可表示為：2p12bD2c（11）不考慮壁面產(chǎn)生的影響，繪制出溫度為350K....

圖3不同努森數(shù)下修正系數(shù)的取值及差異無(wú)因次松弛時(shí)間的微小差別會(huì)導(dǎo)致模擬結(jié)果產(chǎn)生明顯

160石油勘探與開發(fā)·油氣田開發(fā)Vol.48No.1圖3不同努森數(shù)下修正系數(shù)的取值及差異無(wú)因次松弛時(shí)間的微小差別會(huì)導(dǎo)致模擬結(jié)果產(chǎn)生明顯差異，關(guān)系到流動(dòng)模擬能否正確捕捉微尺度下的物理現(xiàn)象，因此需要優(yōu)選修正系數(shù)。1.3邊界條件及其關(guān)鍵參數(shù)的確定一般微尺度模擬中，考慮氣體在微通道內(nèi)周期....

圖7甲烷在微尺度二維平板中周期流動(dòng)時(shí)歸一化邊界滑移速度隨努森數(shù)的變化

162石油勘探與開發(fā)·油氣田開發(fā)Vol.48No.1在上述兩種修正系數(shù)下計(jì)算出不同Kn值條件下出口處的歸一化邊界滑移速度slip0UU。將計(jì)算結(jié)果同Arkilic等[55]考慮一階滑移邊界推導(dǎo)得到的解析解以及Nie等[30]的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比（見(jiàn)圖7）�？梢钥闯�，在滑移流區(qū)內(nèi)采用不同....

本文編號(hào)：3965498