基于格子Boltzmann方法的非常規天然氣微尺度流動基礎模型

作者：趙玉龍,劉香禺,張烈輝,單保超

摘要：基于相似準則和氣體真實物性參數提出一種格子Boltzmann模型中選取無因次松弛時間的新方法,同時考慮邊界努森層的影響對無因次松弛時間進行修正,結合壁面二階滑移邊界條件推導出相應組合反彈/鏡面反射邊界條件中的關鍵參數,從而建立了基于格子Boltzmann方法的適用于高溫高壓條件的非常規天然氣微尺度流動模擬新模型。將甲烷氣體在無限長微通道中的體積力驅動流動及長直微通道中受進出口壓差驅動流動的模擬結果與文獻中數值解及解析解進行對比,驗證了模型的準確性,并對無因次松弛時間修正式進行優選。結果表明,新模型可以有效表征非常規天然氣微尺度流動條件下的滑脫效應、壓縮效應、氣體稠密性及邊界努森層影響;實現了對氣體真實流動條件更加全面的表征,可作為微納尺度非常規天然氣流動模擬研究的基礎模型。

發文機構：西南石油大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室 華中科技大學煤燃燒國家重點實驗室

關鍵詞：格子BOLTZMANN方法無因次松弛時間微尺度流動相似準則滑脫效應壓縮效應非常規天然氣lattice Boltzmann methoddimensionless relaxation timemicroscale flowsimilarity criterionslippage effectcompressibility effectunconventional gas

分類號： TE312[石油與天然氣工程—油氣田開發工程]