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本帖最后由 齐成伟 于 2014-6-7 13:17 编辑
感谢坛主特邀
水驱油技术有了新的理论基础 即 渗流运动学
我 是 高 校 教 师 ， 对 以 下 言 论 负 名 誉 和 道 德 责 任
如 果 我 的 流 体 运 动 学 通 式 错 了，任 何 一 人 都 可 逐 我 下 讲 台！——以 党 性 保 证
帖子写得很高调，为了吸引眼球嘛。。但我发表的文章（下有截图），没有任何感情色彩
描述流体运动学的方法有两种：拉格朗日方法和欧拉方法（学过流体力学的都知道）。拉格朗日方法追踪每一个流体质点，由于巨大的数学困难而不被采用；欧拉方法是场论观点，给出场中每一个点的速度，相对简单，但无法了解每一个流体质点的过去和未来。“拉格朗日方法在方程的建立和数学处理上非常困难”（工程流体力学<高教出版社>——陈卓如）；更多佐证见文末楷体字。
因缘：力学总要分运动学和动力学两部分，渗流力学教材中却无运动学。流体力学中有运动学，但只用欧拉方法，而渗流力学却需要拉格朗日方法来了解油水运移规律，为水驱油技术提供理论基础。
际会：几乎所有流体力学教材上都明确说明“非常困难”，如果能救活拉格朗日方法，就能横扫一大片需要根据流体质点的今生来追溯前世和展望来世的工程问题。不能错过！
修炼：教材上说的数学困难来自哪里？我试着解决了一条裂缝激发的渗流场中流体质点的运动学规律，再去解分支裂缝就办不到了，原因是流线形状导致巨大的数学分析困难。我学过广义相对论，广义相对论就是在曲线坐标系中表述引力场理论。如果放弃笛卡尔直角坐标系，沿着流线和等压线建立最自然的坐标系（定名为“势流坐标系”），运动学规律是否就可以被简单解析了？经验告诉我，用的数学越先进，解决问题就越简捷。曲线坐标系中做微积分，这门数学叫张量分析，彻底搞通张量分析再回头看这个运动学难题，或许会有惊喜。
正果：历时5年，终于得出了势流坐标形式的运动学通式，下式粉红色部分。《天然气技术与经济》主编接受了我的无理要求“不审稿，两周内上传到中国知网CNKI”，两个月前得以见网。当然，之前收到了国内石油顶级期刊“做个物理试验，用Eclipse示踪剂模拟也行，否则没法确定理论对错”的修稿要求。攻克理论已让我几近崩溃，再做实验自寻苦恼，我选择了改投草根刊物，还能保证自己的文风。
流体运动学通式——齐成伟
研究做到这里，应该完满了。抽象晦涩的张量分析将广义相对论拒在绝大多数人的理解能力外，我的成果绝不能重蹈广义相对论的孤独寂寞。研究顺手了，短短半个小时，我就得到了捷径，上式浅绿色部分。简单的求导和求反函数就能得到所需物理量，然后一个积分就得到运动学规律。复变函数求导和实变函数求导一模一样，学过高中的复数基础知识和大学的微积分上册就能应用这个通式。通式有两个，哪一个都对，可根据复势函数p=f(z)的复杂程度选择。
自评：公认的数学困难，其实是没摸对问题本身的脾性而已。【求反函数】→【求导】→【求积分】，三步圆梦流体运动学的拉格朗日描述（如此简单的使用方法，引入教材搬上课堂，绝对没问题，过几年我也要亲自编写更先进的油气渗流力学教材），也成为了渗流力学中水驱油理论的基础(此即意义和作用)。当然，三维稳态流速场的运动学规律也可用上式中的粉红色部分去算，但被积函数就没有浅绿色部分那么容易的算法了。所幸，对于水驱油而言，研究二维就够了，有兴趣的同志继续挑战三维吧。
应用这个通式能研究的（忽略油水流度差异的 并能指导考虑油水流度差异的）水驱油规律很多，感兴趣的朋友可以做物理实验与通式的理论结果对照。我发非核心《天然气技术与经济》是因为陈主编开绿灯对我文不审稿不逼我做实验直接刊登。
研究多年，迷茫过，顿悟过，多少积累了些经验，之前将分支水平井产能公式做到国内外最高水平大家也晓得，信得过我的可以交流一下创新经验。我仍然会在这个空间跟大家交流，发表自己的心得体会，向大家学习，与大家共勉。
平面稳态流速场运动学通式_齐成伟_页面_1
平面稳态流速场运动学通式_齐成伟_页面_2
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《流体力学》 李玉柱 范明顺 编 高等教育出版社 拉氏法具有直观性强、物理概念简明、能够描述各质点的时变过程的优点。然而，采用拉氏法时会遇到很多数学上的困难，而且实际应用中需要研究的是运动要素的空间分布规律，一般不需要了解每一质点的详细时变过程。因此，常用较为方便的欧拉法来描述流体的运动。 《流体力学》 杜扬 主编 中国石化出版社 拉格朗日法是直接研究流体质点的运动，似乎是一个很简单很具体的方法，但实际上由于流体质点不像固体质点那样受到较大的约束，追踪质点就成为一个很复杂的问题，在数学处理上非常麻烦，因此除了少数特殊问题（如紊动的扩散作用）外，这种方法极少使用。 《流体力学》 赵毅山 程军 编著 同济大学出版社 拉格朗日法在物理概念上清晰易懂，但流体各个质点运动的经历情况，除较简单的射流运动、波浪运动等以外，一般讲是非常复杂的，而且用此法分析流体运动，数学上也会遇到很多困难。从实际上讲，往往只要求了解水流空间点上各运动要素的数值及其变化规律，而无需知道流体质点的运动情况。因此，在流体力学中，一般都采用较为简便的欧拉法。 《流体力学基础（第2版）》 王惠民 主编 清华大学出版社 Springer 拉格朗日法比较容易理解，但应用起来很繁琐，除少数情形例如波浪问题外，一般很少采用。然而，此法跟踪流体质点的概念非常重要。 《流体力学》 鲍鹏 主编 岳建伟 副主编 黄河水利出版社 拉格朗日法尽管对流体运动描述得比较全面，从理论上讲，可以求出每个运动流体质点的轨迹。但是，由于流体质点的运动轨迹非常复杂，应用这种方法去分析流体运动，在数学上将会遇到困难，况且在实用上一般也不需要知道给定流体质点运动的全过程。所以，除少数情况（如研究波浪运动）外，在流体力学中通常不采用这种方法，而采用较为简便的欧拉法。
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发表于 2013-12-11 22:13:51
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