蔡沛辰，阙 云，李 显

（福州大学土木工程学院，福建 福州 350108）

非饱和土广泛存在于自然界中[1]。与饱和土不同，非饱和土是一种三相土，固相（土体基质）、液相（水溶液）和气相（空气）同时存在。事实上，水流在非饱和土体中的入渗过程实质上是水在下渗过程中驱替空气的两相流问题。孔隙细观尺度下的两相流研究具有十分广泛的工程背景，石油开采、废弃物处理、地下水有机污染及泄水建筑中的掺气水流等都与细观多相渗流机理有着密切的联系[2−4]。传统的两相流研究多采用试验方法，如玻璃刻蚀、薄片平面驱替等二维方法[5]，岩心驱替物理试验、宏观驱替CT 扫描等三维方法[6−7]，但试验方法研究成本较高，操作较繁琐困难，且精度一般无法满足工程需要，更不利于开展重复性研究。因此，为克服试验方法的不足，细观尺度下的数值模拟方法得到了迅速发展和应用。

数值模拟方法利用计算机刻画细观孔隙结构，模拟水驱气的整个动态过程，具有重复、方便和可视化等优点。目前，细观尺度下多相流的数值模拟方法主要包括：格子Boltzmann、孔隙网络模型、相场等方法。如：毛欢[8]基于格子Boltzmann 方法，利用Shan-Chen 模型在孔隙尺度上对两相不混溶驱替过程进行了模拟；Qren 等[9]基于孔隙网络模型方法，通过构建大量砂岩孔隙网络模型，进行了多相渗流模拟，并通过模拟结果预测了多相流的相对渗透率；陈民锋等[10]建立油水两相三维孔隙网络模型，模拟了储层岩心的初次油驱和二次水驱过程；……