[发明专利]一种跨尺度的含水合物多孔介质热导率的计算方法

权利要求书

1.一种跨尺度的含水合物多孔介质热导率的计算方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1，构建含水合物多孔介质的立方晶胞物理模型：颗粒位于立方晶胞中心；水合物呈现颗粒包裹型、孔隙填充型形态；所述颗粒包裹型为，颗粒表面由内向外依次是水合物、水和气；所述孔隙填充型为，颗粒表面由内向外依次为水、气体和水合物；计算获得模型孔隙度与每一相的饱和度；

步骤2，将含水合物多孔介质的立方晶胞物理模型划分为两个以上的区域，利用傅里叶导热定律计算每一个区域的热通量，各区域加和得到总热通量，再求出导热系数的解析解；由n个圆柱环将含水合物多孔介质的立方晶胞物理模型划分为n+1个区域，其中n≥7。

2.根据权利要求1所述的跨尺度的含水合物多孔介质热导率的计算方法，其特征在于，所述颗粒呈现均匀的球体或正方体棱切球体。

3.根据权利要求1所述的跨尺度的含水合物多孔介质热导率的计算方法，其特征在于，当水合物呈现颗粒包裹型时，水合物和水呈现均匀球壳；当水合物呈现孔隙填充型时，水和气呈现均匀球壳。

4.根据权利要求1所述的跨尺度的含水合物多孔介质热导率的计算方法，其特征在于，所述颗粒半径大于等于立方晶胞物理模型的边长的1/2倍，小于等于立方晶胞模型的边长的倍。

5.根据权利要求1所述的跨尺度的含水合物多孔介质热导率的计算方法，其特征在于，当水合物呈现颗粒包裹型时，立方晶胞物理模型的边长的1/2倍≤水合物形成的球壳半径≤水形成的球壳≤立方晶胞模型的边长的倍；当水合物呈现孔隙填充型时，立方晶胞物理模型的边长的1/2倍≤水形成的球壳半径≤气形成的球壳≤立方晶胞模型的边长的倍。

6.根据权利要求1所述的跨尺度的含水合物多孔介质热导率的计算方法，其特征在于，步骤2，通过含水合物多孔介质的立方晶胞物理模型通过计算，其中1≤i≤n+1。

7.根据权利要求1所述的跨尺度的含水合物多孔介质热导率的计算方法，其特征在于，步骤2，若为颗粒包覆型，沿z方向在物理模型上施加温差ΔT，发生热传导；在热传导过程中，x和y方向的热通量忽略不计；根据傅立叶定律，立方晶胞的热导率表示为:

其中，l为模型长度的1/2。