朱 琳，雷海燕，马 非，戴传山

（天津大学中低温热能高效利用教育部重点实验室，天津 300350）

垂直于圆管外的绕流现象是自然界较普遍存在的流体力学现象之一，如卡门涡街。在多孔介质渗流层内垂直于圆管外的绕流问题也是石油钻探、地下水开采[1]、地热能开发、流化床等许多工业领域经常遇到的物理现象，如地热井筒与热储层的耦合传热问题[2]，甚至在临床医学研究中也有相关的微血管外的间质渗流研究[3]。在饱和多孔介质内嵌入物体，被嵌物体外的绕流、传热传质问题在很多工业应用领域中有广泛的应用。针对多孔介质内嵌有简单几何形状的物体结构，若能获得其物体外部的绕流与热质扩散的问题的简单表达形式的理论解析解，对指导类似结构下的工业设计有重要的作用。

Pop等[4]首次获得了考虑流体黏性耗散Brinkman模型圆柱外绕流的理论解析解。相对Pop等[4]研究的有渗流通过的多孔介质内嵌入圆柱的流场结构而言，多孔介质内开挖有一圆形孔洞，且孔洞内充满纯流体的空间结构下的流场理论解析解获得的比较早。Drost等[5]采用忽略惯性力仅考虑流体黏性力的Stokes流模型获得了无限大多孔介质内有一圆形孔洞的流场理论解析解，得出孔内平均流速与地层远端流速相比（即平均收敛因子）约等于2。Sano[6]进一步分析了圆形孔洞的存在对周围达西流的影响，得出在多孔介质渗透系数较低情况下，孔洞圆心处速度约是远端地层渗流速度的3倍等重要结论。……