高等滲流力學(xué)-第2版

前言

2008年是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)建校五十周年。為了反映五十年來辦學(xué)理念和特色，集中展示教材建設(shè)的成果，學(xué)校決定組織編寫出版代表中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教學(xué)水平的精品教材系列。在各方的共同努力下，共組織選題281種，經(jīng)過多輪、嚴(yán)格的評審，最后確定50種入選精品教材系列。1958年學(xué)校成立之時，教員大部分都來自中國科學(xué)院的各個研究所。作為各個研究所的科研人員，他們到學(xué)校后保持了教學(xué)的同時又做研究的傳統(tǒng)。同時，根據(jù)“全院辦校，所系結(jié)合”的原則，科學(xué)院各個研究所在科研第一線工作的杰出科學(xué)家也參與學(xué)校的教學(xué)，為本科生授課，將最新的科研成果融入到教學(xué)中。五十年來，外界環(huán)境和內(nèi)在條件都發(fā)生了很大變化，但學(xué)校以教學(xué)為主、教學(xué)與科研相結(jié)合的方針沒有變。正因為堅持了科學(xué)與技術(shù)相結(jié)合、理論與實踐相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)合的方針，并形成了優(yōu)良的傳統(tǒng)，才培養(yǎng)出了一批又一批高質(zhì)量的人才。學(xué)校非常重視基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)的傳統(tǒng)，也是她特別成功的原因之一。當(dāng)今社會，科技發(fā)展突飛猛進、科技成果日新月異，沒有扎實的基礎(chǔ)知識，很難在科學(xué)技術(shù)研究中做出重大貢獻。建校之初，華羅庚、吳有訓(xùn)、嚴(yán)濟慈等老一輩科學(xué)家、教育家就身體力行，親自為本科生講授基礎(chǔ)課。他們以淵博的學(xué)識、精湛的講課藝術(shù)、高尚的師德，帶出一批又一批杰出的年輕教員，培養(yǎng)了一屆又一屆優(yōu)秀學(xué)生。這次入選校慶精品教材的絕大部分是本科生基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課的教材，其作者大多直接或間接受到過這些老一輩科學(xué)家、教育家的教誨和影響，因此在教材中也貫穿著這些先輩的教育教學(xué)理念與科學(xué)探索精神。

內(nèi)容概要

本書是著者多年來在為力學(xué)和相關(guān)號業(yè)以及石油工程專業(yè)研究生講授“高等滲流力學(xué)”課程的基礎(chǔ)上編輯而成的。內(nèi)容共分13章。第1、2章介紹滲流力學(xué)的基本概念、基本方程和穩(wěn)態(tài)滲流。第3～5章講述單相液體滲流在不同邊界條件和初始條件下的各種解法，包括格林函數(shù)法、積分變換法和拉普拉斯變換方法。第6～9章分別闡述氣體滲流、兩種流體界面運動和多相滲流、雙重介質(zhì)中的滲流、非牛頓流體和非達西滲流，其中包括水平井問題、水驅(qū)油和注蒸汽采油的數(shù)值計算問題、煤層甲烷氣滲流等。第10、11章研究非線性科學(xué)在滲流中的應(yīng)用，包括多孔介質(zhì)中的對流及其分叉和分形介質(zhì)中的滲流。最后兩章討論熱流固耦合和數(shù)值試井問題，涉及組分模型和黑油模型。書中對滲流問題的物理描述清晰，數(shù)學(xué)推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)。    本書可供油氣水開發(fā)、環(huán)境、地質(zhì)、化工等諸多領(lǐng)域的教師和研究、工程技術(shù)及研究人員參考。

書籍目錄

總序第2版前言前言 0 緒論   0.1 滲流力學(xué)研究的內(nèi)容及其重要意義   0.2 20世紀(jì)滲流力學(xué)的發(fā)展和研究近況   0.3 對21世紀(jì)前期滲流力學(xué)理論與應(yīng)用研究的展望 1 基本概念和基本方程   1.1 引言   1.2 流體的性質(zhì)   1.3 多孔介質(zhì)的性質(zhì)   1.4 幾個運動學(xué)問題   1.5 運動方程   1.6 連續(xù)性方程   1.7 能量方程   1.8 物性方程   1.9 單相液體等溫滲流偏微分方程及其定解條件 2 單相液體的穩(wěn)態(tài)滲流   2.1 幾種一維流動和二維流動   2.2 復(fù)變函數(shù)理論在單相液體平面穩(wěn)態(tài)滲流中的應(yīng)用   2.3 小井群問題   2.4 無限井排   2.5 注水井網(wǎng)·有效傳導(dǎo)率   2.6 水驅(qū)效率 3 分離變量法和積分變換法   3.1 分離變量法一般論述   3.2 直角坐標(biāo)系中的分離變量   3.3 圓柱坐標(biāo)系中的分離變量   3.4 球坐標(biāo)系中的分離變量   3.5 積分變換法一般論述   3.6 直角坐標(biāo)系中的積分變換   3.7 球坐標(biāo)系中的積分變換 4 源函數(shù)、格林函數(shù)的應(yīng)用   4.1 瞬時點源和玻耳茲曼變換   4.2 變強度持續(xù)點源   4.3 無限大地層中源匯分布   4.4 有直線邊界地層中源匯分布   4.5 Newman乘積法與多維瞬時源函數(shù)·格林函數(shù)   4.6 常規(guī)試井分析   4.7 圖版擬合試井解釋方法   4.8 解一般滲流方程的格林函數(shù)法   4.9 格林函數(shù)法的應(yīng)用 5 拉普拉斯變換法   5.1 拉普拉斯變換及其性質(zhì)   5.2 拉普拉斯變換的解析反演   5.3 拉普拉斯變換的數(shù)值反演   5.4 圓形有界地層中心一口直井   5.5 同心圓復(fù)合油藏   5.6 無限大地層   5.7 Duhamel定理 6 氣體的滲流理論   6.1 天然氣的物理特性   6.2 氣體滲流方程   6.3 氣體穩(wěn)態(tài)滲流   6.4 鉛直氣井非穩(wěn)態(tài)滲流   6.5 水平井氣體滲流   6.6 氣井的產(chǎn)能試井   6.7 氣井的壓力降落和壓力恢復(fù)試井 7 兩種流體界面的運動理論和多相滲流   7.1 多相滲流的基本知識   7.2 有動界面的不可壓縮流體流動   7.3 有動界面的可壓縮流體流動   7.4 油水兩相滲流   7.5 油氣兩相和油氣水三相滲流   7.6 相似理論和水驅(qū)油的物理模擬   7.7 注蒸汽采油的數(shù)值模擬 8 雙重和分形介質(zhì)中的滲流 9 非牛頓流體滲流和非Darcy滲流 10 多孔介質(zhì)中的對流 習(xí)題 附錄 主題索引 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：在滲流的實驗研究方面將取得重大進展。過去由于無損探測和顯示技術(shù)方面的困難，在實驗研究方面滲流力學(xué)落后于其他力學(xué)分支。隨著相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，情況有了改觀。當(dāng)前無損細觀研究的主要手段是用x射線層析成像儀（X-CT）和核磁共振成像儀（MRL或NMRI）。X-CT的工作原理是x射線透過被測物體時，其密度差異引起x射線有不同程度的衰減，由此可觀察被測物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、多孔介質(zhì)的孔隙和裂縫分布及其分形參數(shù)。MRI的功能優(yōu)于X-CT。其工作原理是先獲得被測物體的核磁共振信息，根據(jù)其弛豫時間的差異，再由計算機以Fourier變換重建法等方法成像，既可檢測多孔介質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性（孔隙和裂縫分布、孔隙度、分形參數(shù)等），也可檢測某些物理特性和流動參數(shù)（表面濕潤性、飽和度分布、流體特性變化等）以及流體與巖石間的相互作用等，它原則上不涉及巖石基質(zhì)等固體物質(zhì)。目前顯示器的分辨率為：二維像素（即顯示器最小可區(qū)分的獨立發(fā)光點）已超過百萬個。物理模擬是指用物理（而非數(shù)值）的方法，即相對于原型按一定比例做成模型，在實驗室中再現(xiàn)某種現(xiàn)象變化過程的技術(shù)。這種模擬可以是二維的，也可以是三維的；可以是單相的，也可以是多相的；可以是等溫的，也可以是非等溫的。一種常用的物理模擬裝置是采用二維模型（例如，其中一面用有機玻璃板），用顯微技術(shù)和掃描技術(shù)通過屏幕觀察二維模型內(nèi)的滲流機理和規(guī)律，對飽和度的測量也可利用超聲波、y射線或中子束，其原理也是基于不同的流體對射線有不同的吸收系數(shù)。有時為了提高測量精度，可在水相中加入若干吸收增強劑（如NaI等）。

編輯推薦

《高等滲流力學(xué)(第2版)》：“十一五”國家重點圖書，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)精品教材

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