曾琦，吴霁薇

(长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023)

徐遵宏

(中国石油集团渤海石油钻探工程有限公司，天津 300457)

张海峰，余家利，陈婷

(长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023)



多孔介质数值仿真模型研究

曾琦，吴霁薇

(长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023)

徐遵宏

(中国石油集团渤海石油钻探工程有限公司，天津 300457)

张海峰，余家利，陈婷

(长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023)

多孔介质材料广泛应用于石油与化工等工程领域，该材料以其特殊的结构属性使得数值模型的建立较为困难，建立有效的多孔介质数值仿真模型能提高数值计算的精度。利用Workbench的Fluent流体仿真软件建立了直排颗粒堆积模型、叉排颗粒堆积模型和毛细管模型以模拟多孔介质材料，并基于k-ε湍流模型分别模拟了上述3种模型下的单相流流动特性，监测了3种模型的进出口压力，从而得出进出口的压差。3种模型的进出口压差对比发现，叉排颗粒堆积模型具有较大的流动阻力，毛细管模型的流动阻力最小。

多孔介质；数值仿真模型；颗粒堆积模型；毛细管模型；单相流；数值仿真

多孔介质通道内流体流动研究在工程应用中具有十分重要的意义，如核反应堆堆芯的设计与安全运行、岩土工程、煤层采气、滤饼过滤、不锈钢颗粒烧结滤芯等。然而，由于多孔介质孔隙分布具有随机性，孔隙形状具有复杂性，准确建立孔隙模型存在很大难度。对多孔介质的模拟，比较典型的有单孔隙模型、毛细管模型、颗粒堆积模型等[1，2]。……