香港科技大学陆钊：多孔介质入渗过程中孔隙尺寸的影响研究

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导读：多孔介质内的两相流体流动涵盖了工业活动以及自然界多种重要科学现象，如土体渗流、二氧化碳地质封存、石油与天然气开发等。3月13日19时，2024Mechsoft大讲堂将邀请香港科技大学土木系助理研究员陆钊博士做《多孔介质入渗过程中孔隙尺寸的影响研究》公开课，欢迎感兴趣的朋友报名和分享，本报告在仿真秀官网和APP同时首播和回看。详情见下午

一、主讲嘉宾

陆钊博士助理研究员

香港科技大学土木系系主任张利民教授团队。近五年总共发表SCI论文20余篇，以关键作者（第一/通讯)发表SCI论文11篇（中科院一区4篇；JCR一区10篇），包括JMSE.，EG.，C&G.，IJOG.，JRMGE.，SPT.，J ZU A.，MSSP. 等，其中MSSP为2023年高被引论文。申请人授权发明专利6项（4项第2）。担任Sci期刊IJOG、SDEE、OE 、LANDSLIDE，中文核心期刊《岩土工程学报》等期刊审稿人。受聘为中国矿业大学、武汉科技大学，校聘合作硕士研究生导师。国际土力学与岩土工程学会, 会员，主持/召集2次全国岩土工程专业会议青年分会。主持地方重点技术攻关课题1项（市厅级）。

二、分享内容

多孔介质内的两相流体流动涵盖了工业活动以及自然界多种重要科学现象，如土体渗流、二氧化碳地质封存、石油与天然气开发等。对两相流而言，主要影响因素有流体的表面张力、多孔介质的润湿性、孔隙尺寸的大小、孔隙率和渗透率等。孔隙尺寸大小被认为是影响多孔介质入渗重要因素之一，然而，量化的相关研究开展有限。本研究采用数值模拟与微流控试验方法相结合，探究孔喉结构宽度（1d到4d）对两相流体流动的影响规律。研究发现：

（1）颗粒间孔隙尺寸大小对入渗规律有显著影响，孔隙直径越大，入渗速度越快，驱替至稳定时刻所需时间越短；渗流面积的大小与此规律相反，孔喉直径越小，残余气面积越小，渗流效果越干净；（2）多排孔隙入渗过程中，无论孔喉直径大小皆存在排队效应，水流在通过一排孔隙时，首先在中部孔隙发生突破，继而带动临近孔隙依次完成突破，直至所有液体完全通过该排孔隙，如此往复。（3）孔喉直径越小，孔喉中间的压力越高，在进口流速不变的情况下，液体通过窄通道需要克服更大的毛细阻力，四种模型的最大克服毛细阻力分别为87.6 kPa、68.6 kPa、54.8 kPa和38.2 kPa。

本报告初步探究了孔隙尺寸对入渗的影响，拟为多孔介质中的两相流体入渗规律工作提供可借鉴方法和参考。