WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 71 | 72 || 74 | 75 |   ...   | 93 |

«ТРУДЫ XI МЕЖДУНАРОДНЫХ КОЛМОГОРОВСКИХ ЧТЕНИЙ Ярославль 2013 УДК 51; 51:372.8; 51(091) Печатается по решению редакционноББК 22.1 я434 издательского совета ЯГПУ им. К. Д. ...»

-- [ Страница 73 ] --

В IV веке до н.э. древнегреческий философ Аристотель (384-322 гг. до н.э.) сделал ряд наблюдений над движением жидкостей. Знаменитый трактат Архимеда (ок. 287-212 гг. до н.э.) “О плавающих телах” следует считать первым научным трудом в области гидромеханики. Следующий шаг в развитии гидромеханики был сделан учеными XV-XII веков. Здесь необходимо упомянуть Леонардо да Винчи (1452-1519) и его труд “О движении и измерении воды”, Симона Стевина (1548-1620) (“Начала гидростатики”), Галилео Галилея (1564-1642) (“Рассуждение о теОстрая О.В., Зубова И.К. История формирования подземной гидромеханики в учебной программе магистров по направлению подготовки “Прикладная математика и информатика” лах, пребывающих в воде, и о тех, которые в ней движутся”). Исаак Ньютон (1643-1727) в своем знаменитом труде “Математические начала натуральной философии” установил, основываясь на собственных опытах, что сопротивление движению тел в жидкости пропорционально квадрату их скорости. Блез Паскаль (1623-1662) открыл закон о передаче давления в жидкости, вследствие чего появилось большое число простых гидравлических машин (типа гидравлических прессов, домкратов и т.д.). Э. Торричелли (1608-1647) получил формулу скорости истечения невязкой жидкости из резервуаров через отверстия.

Однако все перечисленные открытия можно отнести лишь к отдельным разделам гидромеханики. Формирование же гидромеханики как целостной науки стало возможным только после появления фундаментальных научных трудов М.В. Ломоносова, Д. Бернулли и Л. Эйлера.

М.В. Ломоносов (1711-1765) в диссертации “Рассуждение о твердости и жидкости тел” (1760 г.) сформулировал открытые им законы сохранения вещества и энергии. Кроме того, им были опубликованы труды “О вольном движении воздуха, в рудниках примеченном”, “Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих”, “Попытка упругой силы воздуха”. Он изобрел универсальный барометр, вискозиметр (прибор для определения вязкости жидкости), прибор для измерения скорости и направления ветра, прибор для определения скорости и направлений течения в море, “аэродрольную” машину – прообраз современного вертолета.

Даниил Бернулли (1700-1782) вывел важнейшее уравнение взаимосвязи удельных энергий при движении жидкости, служащее основой теоретических построений и практических расчетов в области гидравлики (впоследствии уравнение было названо его именем). В 1738 г. он опубликовал книгу “Гидродинамика, или Записки о силах и движениях жидкостей”, где впервые ввел термин “гидромеханика”. Д. Бернулли изобрел водоподъемник, установленный под Архангельском, поднимавший воду на высоту до 30 м.

Леонард Эйлер (1707-1783) в 1755 г. вывел системы дифференциальных уравнений равновесия и движения жидкостей и газов; он указал некоторые интегралы этих уравнений и сформулировал закон сохранения массы применительно к жидкости; предложил конструкцию турбины, написал основополагающие труды по теории корабля.

Теоретической основой подземной гидромеханики является, как было отмечено выше, теория фильтрации, описывающая движение флюидов с позиции механики сплошной среды.

Начало систематическому изучению особенностей фильтрации жидкости в пористой среде было положено трудами французского инженера Анри Дарси (1803-1858) в середине XIX века. В то время А. Дарси был мэром города Дижон (Франция) и создавал первую совершенную систему водоснабжения. А. Дарси экспериментально установил линейную зависимость скорости фильтрации воды через песчаный фильтр от разности напоров воды на входе и выходе фильтра и сформулировал закон, получивший его имя. В дальнейшем Дарси занимался экспериментальным изучением движения воды через песчаные фильтры (см. рис. 1). Результаты опытов и установленный им основной закон фильтрации были опубликованы в 1856 г. Дарси пропускал воду через набитые песком трубки под действием разности уровней и измерял расход жидкости Q, то есть ее количество, протекающее через трубку в единицу времени. Оказывается, что расход пропорционален разности уровней H и площади сечения S и обратно пропорционален ее длине.

280 Глава 4. История и философия математики и математического образования В современной трактовке закон Дарси представляется в следующем виде:

Если повторить опыт Дарси с жидкостями различной плотности и вязкости µ, то можно убедиться, что расход пропорционален плотности жидкости и обратно пропорционален ее вязкости.

Поэтому формула (1) примет вид где k – коэффициент пропорциональности, являющийся характеристикой пористой среды и не зависящий от размеров образца и свойств жидкости, g – ускорение силы тяжести. Эта характеристика называется проницаемостью пористой среды, а формула (2) представляет собой современную запись закона Дарси в простейшей форме.

Теоретическое обоснование опытного закона Дарси было выполнено в 1848 и 1863 гг. другим французским ученым, Ж. Дюпюи (1804-1866), который получил формулу для определения объемного расхода (дебита) скважин.

где rскв – радиус скважины, pскв – давление в скважине.

Эта формула является важнейшей в гидрогеологии и нефтяном деле. В частности, по ней подсчитывается, каков будет дебит скважины – ее производительность при данном перепаде давления (p0 pскв ).

Во второй половине XIX века появился ряд работ, оказавших большое влияние на последующее развитие гидромеханики. В 1881 г. профессор Казанского университета И.С. Громека (1851-1889) опубликовал работу “Некоторые случаи движения несжимаемой жидкости”, в которой предложил новую форму уравнений движения жидкости, удобную для получения энергетических зависимостей. Им же впервые было проведено теоретическое исследование нестационарного движения жидкости в капиллярах, он также заложил основы теории винтовых потоков и потоков с поперечной циркуляцией.



До начала ХХ века развитие подземной гидромеханики было связано, главным образом, с решением задач движения грунтовых вод. Австрийский ученый Ф. Форхгеймер (1852-1933) впервые применил методы теории потенциала для решения ряда фильтрационных задач. Существенный вклад в развитие представлений о структуре порового пространства и влиянии свойств пористой среды на движение в ней флюидов внес Ч. Слихтер (1864-1946). Он предложил фиктивную и идеальную модели пористой среды, исследовал такие важные фильтрационные характеристики пористой среды, как проницаемость и пористость.

Знаменитый русский механик Н.Е. Жуковский (1847-1921) впервые сформулировал общие задачи теории фильтрации, вывел дифференциальные уравнения движения и решил ряд конкретных задач о притоке воды к скважине, разработал теорию гидравлического удара в водопроводных трубах, теорию движения наносов в реках.

До 1920 г. подземная гидромеханика развивалась как отрасль механики, изучающая течение подземных вод.

В 1922 г. была опубликована монография советского ученого Н.Н. Павловского (1884-1937) “Теория движения грунтовых вод под гидротехническими сооружениями и ее основные приложения”. В этой работе были рассмотрены задачи подземной гидромеханики как краевые задачи математической физики и указаны общие приемы их решения.

С ростом промышленной добычи нефти и газа, с увеличением глубин залегания вновь открываемых нефтяных и газовых месторождений получило развитие новое направление теории фильтрации – нефтегазовая подземная гидромеханика. Появление и развитие этого направления были обусловлены необходимостью создания научных основ рациональной разработки нефтяных и газовых месторождений.

Острая О.В., Зубова И.К. История формирования подземной гидромеханики в учебной программе магистров по направлению подготовки “Прикладная математика и информатика” Особенность фильтрации нефти и газа в пласте состоит в том, что нефть и газ в природных условиях представляют собой сплошные многокомпонентные системы, и приходится учитывать влияние физико-механических процессов, проходящих при движении таких систем, на параметры движения нефти и газа.

Первые фундаментальные теоретические и экспериментальные исследования в области нефтегазовой подземной гидромеханики были выполнены академиком Л.С. Лейбензоном (1879-1951).

Он вывел дифференциальные уравнения движения газа и газированной жидкости, сформулировал задачи вытеснения нефти водой, проанализировал существовавшие методы подсчета запасов нефти и газа. Л.С. Лейбензоном в 1934 г. впервые был издан капитальный труд, в котором автор обобщил все основные исследования, проведенные им и другими учеными в области подземной гидромеханики.

Несколько позднее, в 1937 г., подобная работа была издана американским ученым М. Маскетом. В трудах зарубежных исследователей Р. Коллинза, М. Маскета, С. Бакли, М. Леверетта, Д. Катца, Р. Шилсюиза, У. Херста освещаются такие вопросы подземной гидромеханики, как двухфазная фильтрация, приток упругой жидкости к скважине, гидродинамические расчеты продвижения воды в пределы нефтяной или газовой залежи. А. Шейдеггер успешно применил методы математической статистики при изучении структуры порового пространства и фильтрации в нем флюидов.

Выдающийся советский ученый в области теории и практики разработки нефтяных месторождений и подземной гидродинамики профессор В.Н. Щелкачев (1907-2005) провел многолетние промысловые исследования по изучению влияния сжимаемости нефти и нефтяного пласта на течение жидкостей и газов и по учету взаимодействия нефтяных скважин. Созданная им теория упругого режима работы нефтяного пласта позволила существенно дополнить исследования М. Маскета, Р. Шилсюиза и У. Херста и усовершенствовать методику гидродинамических исследований пластов.

Особое место в промышленности занимают процессы, связанные с повышением степени извлечения нефти из недр. Это и нагнетание в нефтяные залежи агентов, смешивающихся с нефтью, и термическое воздействие на нефтяной пласт, и закачка различных растворов.

При этом система дифференциальных уравнений движения флюидов дополняется уравнениями термодинамики, диффузии, конвективного перемешивания, адсорбции и десорбции и т.д.

Решению названных проблем теории фильтрации посвящены труды отечественных ученых Г.И. Баренблатта, К.С. Басниева, Ю.П. Желтова, Б.Б. Лапука, А.Х. Мирзаджанзаде, В.Н. Николаевского, Г.Б. Пыхачева и др.

В настоящее время разрабатываются сложные вопросы движения в залежах неоднородной многокомпонентной жидкости. Изучается движение жидкости и газа в неоднородных по составу пластах, так же развиваются исследования в области течения жидкости с аномальными свойствами, так называемые вязкопластической жидкости в пористой среде. Всё шире применяются к решению задач подземной гидромеханики методы математического моделирования.

Предлагаемый исторический обзор составлен по литературе, предлагаемой магистрантам для более подробного изучения после знакомства с таким обзором.

1. Алферьев, М.Я. Гидромеханика [Текст]: учебник / М.Я. Алферьев. – М.: Речной транспорт, 1961. – 327 с.

2. Багов, Р.А. Об основных понятиях теории фильтрации и основных этапах ее развития [Текст]/ Р.А. Багов, Р. Цей// Вестник Адыгейского государственного университета: сетевое электронное научное издание. – 2008. – №1.

3. Баренблатт, Г.И. Движение жидкостей и газов в природных пластах [Текст]/ Г.И. Баренблатт, В.М. Ентов, В.М. Рыжик. – М.: Недра, 1984. – 207 с.

4. Басниев, К.С. Подземная гидромеханика [Текст]/ К.С. Басниев, И.Н. Кочина, В.М. Максимов.

– М.: Недра, 1993. – 416 с.

282 Глава 4. История и философия математики и математического образования 5. Бебенина, Т.П. Техническая гидромеханика [Текст]: конспект лекций/ Т.П. Бебенина. – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2006. – 180 с.

6. Винников, В.А. Гидромеханика [Текст]: учебник для вузов/ В.А. Винников, Г.Г. Каркашадзе.

– Издательство Московского государственного горного университета, 2003. – 302 с.



Pages:     | 1 |   ...   | 71 | 72 || 74 | 75 |   ...   | 93 |
 



Похожие работы:

«Т.Н. Волобуева КУЛЬТУРА ПОВСЕДНЕВНОСТИ: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Учебная программа курса и планы семинарских занятий для вузов Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета 2008 Утверждено научно-методическим советом факультета философии и психологии 21 декабря 2007 г., протокол № 1400-10 Рецензент канд. филос. наук, доц. Д.Г. Кукарников Учебная программа курса и планы семинарских занятий для вузов подготовлена на кафедре культурологии факультета философии и...»

«Валентине Николаевне Ярской, первопроходцу социальной работы в постсоветской России НУЖДА И ПОРЯДОК: история социальной работы в России, ХХ в. Сборник научных статей Под редакцией П. В. Романова, Е. Р. Ярской-Смирновой САРАТОВ ЦСПГИ Издательство Научная книга 2005 ББК 60.5 Н88 Издание осуществлено при поддержке Фонда Фольксваген Рецензенты: д-р ист. наук проф. Г. В. Лобачёва д-р социол. наук проф. Т. И. Черняева Нужда и порядок: история социальной работы в Н88 России, XX в.: Сб. науч. ст. / Под...»

«Календарь дат и событий Приморского края на 2014 год Владивосток 2013 ББК 92.5 К 17 Составители: Н.А. Гаврилова, Н.С. Иванцова Редакционный совет: А.Г. Брюханов, Н.А. Гаврилова, Н.С. Иванцова, Г.Г. Климов, Л.Г. Осадчук Календарь дат и событий Приморского края на 2014 год / Примор. краев. публ. б-ка им. А.М. Горького, отдел краеведч. библиогр.; сост.: Н.А. Гаврилова, Н.С. Иванцова. – Владивосток, 2013. – 326 с. Календарь-справочник содержит перечень знаменательных и памятных дат по Приморскому...»

«Повседневность террора Деятельность националистических формирований в западных регионах СССР Книга 1. Западная Украина, февраль — июнь 1945 года Москва 2009 УДК 94 (477 “1945” (=411.16)) ББК 63.3 (4 Укр) 61-454 П 42 Составители: Д.С. Валиева О.В. Драницина А.Р. Дюков М.М. Минц Сопр. статья О. Росов П 42 Повседневность террора: Деятельность националистических формирований в западных регионах СССР. Кн. 1. Западная Украина, февраль — июнь 1945 года / Фонд Историческая память; Сост. А. Дюков и др.;...»

«Веселая энциклопедия пищевых растений-целителей Андрей Рябоконь 2 Книга Андрей Рябоконь. Веселая энциклопедия пищевых растений-целителей скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! 3 Книга Андрей Рябоконь. Веселая энциклопедия пищевых растений-целителей скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! Андрей Александрович Рябоконь Веселая энциклопедия пищевых растений-целителей 4 Книга Андрей Рябоконь. Веселая энциклопедия пищевых растений-целителей скачана с...»

«А. П. Килин ИЗ ИСТОРИИ КУРГАНХИММАША: ЭПОХА ИЛЮШИНА Город Курган и Курганская область в целом воспринимаются значительной частью населения как аграрная провинция Урала. Однако это не совсем так. В области существуют отрасли специализации, характерные для горнозаводского Урала. Литературы, посвященной истории машиностроителей Зауралья, немного1, именно поэтому при подготовке книги о Курганхиммаше, помимо использования материалов периодической печати, возникла необходимость привлекать...»

«В. СМИРНОВ ВОЛШЕБНАЯ МОРМЫШКА Книга вторая В. Смирнов К читателю Книга эта не менее интересна, чем первая, также вышедшая в издательстве Вариант. В ней продолжается разговор о секретах ловли крупной рыбы, заповедных местах и маленьких тайнах рыбаков. А Правила лова и характеристики водоемов, приведенные в конце книги, помогут выбрать способ лова и снасть в зависимости от желаемой добычи. Миг удачи Каждый рыболов накануне предстоящей рыбалки надеется на встречу с крупной рыбой, и подчас...»

«Р.М. Нуреев Послесловие к Политической экономии сталинизма Пола Грегори Книга Пола Грегори Политическая экономия сталинизма поднимает очень важные вопросы экономической истории России и является, фактически, первым историческим исследованием политической экономии диктатуры на материалах сталинского периода. Книга Пола Грегори – это сравнительное редкое для современной России явление, когда историческая книга написана профессиональным экономистом. Это своеобразный жанр теории экономической...»

«ТЕМА ОПИСАНИЯ ЧЕЛОВЕКА ЧЕРЕЗ СХОЖДЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ У СВТ. ВАСИЛИЯ ВЕЛИКОГО И ЕЕ ЦЕРКОВНО-ИСТОРИЧЕСКИЙ И ИСТОРИКО-ФИЛОСОФСКИЙ КОНТЕКСТ1 Д. С. Бирюков В текстах, важных для истории святоотеческой мысли и вообще — истории философии, существуют узловые места, значимые сразу для нескольких направлений последующего развития мысли. Нам хотелось бы сосредоточить внимание на одном из таких мест в творениях свт. Василия Великого, архиепископа Кесарии Каппадокийской, — это начало второй книги трактата...»

«http://cagal.clan.su/ Яков Брафман КНИГА КАГАЛА Том I Всемирный еврейский вопрос. Предисловие от публикатора. Этой книги нет даже в открытых фондах Библиотеки им. Ленина, но она есть в библиотеке Конгресса США. Вашему вниманию предлагается 3-е издание Книги кагала Я.Брафмана (Всемiрный еврейскиi вопросъ)/под редакцией А.Брафмана - С.-Петербург, 1888. Это двухтомник. Первый том - собственно сама книга на 372-х страницах. Второй том - это перевод более 1.000 кагальных документов на 479-ти...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.