高等滲流力學-第2版

前言

2008年是中國科學技術大學建校五十周年。為了反映五十年來辦學理念和特色，集中展示教材建設的成果，學校決定組織編寫出版代表中國科學技術大學教學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、嚴格的評審，最后確定50種入選精品教材系列。1958年學校成立之時，教員大部分都來自中國科學院的各個研究所。作為各個研究所的科研人員，他們到學校后保持了教學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，科學院各個研究所在科研第一線工作的杰出科學家也參與學校的教學，為本科生授課，將最新的科研成果融入到教學中。五十年來，外界環(huán)境和內(nèi)在條件都發(fā)生了很大變化，但學校以教學為主、教學與科研相結(jié)合的方針沒有變。正因為堅持了科學與技術相結(jié)合、理論與實踐相結(jié)合、教學與科研相結(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。學校非常重視基礎課和專業(yè)基礎課教學的傳統(tǒng)，也是她特別成功的原因之一。當今社會，科技發(fā)展突飛猛進、科技成果日新月異，沒有扎實的基礎知識，很難在科學技術研究中做出重大貢獻。建校之初，華羅庚、吳有訓、嚴濟慈等老一輩科學家、教育家就身體力行，親自為本科生講授基礎課。他們以淵博的學識、精湛的講課藝術、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)秀學生。這次入選校慶精品教材的絕大部分是本科生基礎課或?qū)I(yè)基礎課的教材，其作者大多直接或間接受到過這些老一輩科學家、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理念與科學探索精神。

內(nèi)容概要

本書是著者多年來在為力學和相關號業(yè)以及石油工程專業(yè)研究生講授“高等滲流力學”課程的基礎上編輯而成的。內(nèi)容共分13章。第1、2章介紹滲流力學的基本概念、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章研究非線性科學在滲流中的應用，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)學推導嚴謹。    本書可供油氣水開發(fā)、環(huán)境、地質(zhì)、化工等諸多領域的教師和研究、工程技術及研究人員參考。

書籍目錄

總序第2版前言前言 0 緒論   0.1 滲流力學研究的內(nèi)容及其重要意義   0.2 20世紀滲流力學的發(fā)展和研究近況   0.3 對21世紀前期滲流力學理論與應用研究的展望 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 復變函數(shù)理論在單相液體平面穩(wěn)態(tài)滲流中的應用   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 直角坐標系中的分離變量   3.3 圓柱坐標系中的分離變量   3.4 球坐標系中的分離變量   3.5 積分變換法一般論述   3.6 直角坐標系中的積分變換   3.7 球坐標系中的積分變換 4 源函數(shù)、格林函數(shù)的應用   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方面的困難，在實驗研究方面滲流力學落后于其他力學分支。隨著相關科學技術的發(fā)展，情況有了改觀。當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。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），用顯微技術和掃描技術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(第2版)》：“十一五”國家重點圖書，中國科學技術大學精品教材

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