fluent多孔介质模型计算发散

一、天然气水合物热力学模型

1.理论基础

随着各种热力学研究的开展，现已有大量有关天然气水合物相平衡的数据和方法，可用来预测天然气水合物的形成。这些研究结果也有利于开发抑制天然气水合物形成的化学添加剂。一般说来，能影响溶液黏度性质的物质通常能抑制天然气水合物的形成。在工业应用上，甲醇是一种常用的阻凝剂。

Van der Waals和Platteeuw(1959)提出的热力学理论，一直是预测天然气水合物平衡模型的理论基础。Sloan(1990)指出，利用这些模型对Lw-H-V系统平衡压力的预测，误差应该不超过10%，而对温度的预测误差在2K左右。多年来，各国学者在Van der Waals和Platteeuw理论的基础上，提出了一些新的观点和天然气水合物相平衡预测的计算方法，对天然气水合物热力学模型的发展作出了贡献。

2.热力学模型

要描述各种天然气水合物相及其可能的多种共存流体相，需要使用一种以上的模型。状态方程是描述天然气水合物平衡的一种方法。为描述富水的流体相，Saito(1964)等使用了理想溶液方法(Raoult定律)，其基本前提是，假设水中储存气体的溶解度在常规条件下可以忽略不计，尽管有事实证明这种假设的有效性令人质疑，但这种方法在过去一段时间内仍为大多数学者所偏爱。当需要进行天然气水合物抑制计算时，要根据Menten(1981)提出的计算方法，用活度系数对Rao-ult定律进行校正。虽然该方法的可靠性要优于Hammerschmidt方程(1939)，但它不能用于评估阻凝剂(如甲醇)在共存相中的分布。为校正这个问题，Anderson等(1986)结合使用了Uniquac方程和用于超临界组分计算的亨利定律，计算液相中所有可凝聚组分的逸度。因此，要进行简单的天然气水合物抑制计算，有必要使用上述4个模型。由于这种内在的复杂性，对于现实中更复杂的系统，上述这些方法用处并不大。同时，这些方法都存在着收敛困难，不能作为进一步精确计算(如复合系统的稳定性分析)的基础。

Englezos等(1991)和Avlonitis等(1991)根据一个单一的状态方程，建立了全部流体相的模型。前者使用了有4个参数的立方状态方程，后者使用了有3个参数的立方状态方程，并开发了针对非对称相互作用的专用混合规则。根据目前的研究趋势看，对全部流体相使用单一的状态方程是最有发展潜力的方法。

3.模型的完善和发展

对天然气水合物相的理想固溶体，在假设被圈闭的分子之间没有相互作用的前提下，Vander Waals等(1959)认为能够用一种Langmuir型吸附等温线描述固体天然气水合物相。他们利用这个假设，证明天然气水合物相中水的化学势能与形成天然气水合物的气体性质无关，仅取决于天然气水合物相中两种不同类型空穴中气体的总浓度，天然气水合物与理想稀溶液具有相同的行为。在这个理论基础上，Parrish等(1972)将用于计算分解压的天然气水合物模型延伸到多组分系统中。理想固溶体理论忽视了非理想状态所带来的影响，如“主”分子晶格的伸展或变形、被圈闭气体分子运动所受的限制，都有可能增加“主”分子和“客”分子的化学势。Hwang(1993)与他的同事们在分子动力学模拟的基础上，研究了“客”气体分子的大小对天然气水合物稳定性的影响。Avlanitis(1994)指出:这种方法的主要缺陷在于选取了不正确的势能参数，特别是乙烷的势能参数。为弥补这个缺陷，Avlonitis用一种折中方法优化了理想固溶体模型参数，在含甲醇或不含甲醇情况下，在Lw-H-V框架内，对天然的或合成的气体混合物都获得了令人满意的预测结果。

二、天然气水合物动力学模型

天然气水合物动力学是水合物领域的研究重点。通常以方程M+nH2O＜=＞［M·nH2O］表示水合物生成，这是一个气-液-固三相或气-固两相的多相反应过程，同时也是一个包含传热、传质和生成水合物反应机理的复杂反应方程，影响反应的条件很多，也很复杂。相对于天然气水合物热力学而言，对天然气水合物动力学的研究较少。天然气水合物动力学可以大略分为天然气水合物生成动力学和天然气水合物分解动力学两类。

1.天然气水合物生成动力学

针对目前研究亟待解决的水合物生成速率和效率问题，主要有以下两种研究方法(赵义等，2004):①热力学方法，即向反应体系中加入其他气体添加剂，让气体添加剂占据水合物结构中没有被占据的空腔，来降低水合物簇之间的转换活化能，提高水合物的晶体空腔填充率，从而达到促进水合物生成和提高水合物稳定性的目的，如向甲烷的水合物生成体系中加入少量的丙烷，就可以大大降低甲烷水合物的生成条件，并且生成的结构更稳定②动力学方法，仅限于表面活性剂及助溶剂(hy-drotropes)的研究。对此有两种假说:一是Sloan的观点，认为表面活性剂之所以促进水合物的生成，主要是因为它降低了气-液界面张力，增大了扩散传质速率，使气体更容易进入液相二是Zhong等(2000)的观点，提出了一个4步骤的反应历程来解释观察到的现象，尚未得到充分的验证。以下对这4个步骤进行说明:

(1)气-水簇的形成

天然气水合物的成核过程是天然气水合物核向临界大小的靠近且生长的过程。气-水生长簇是天然气水合物形成的先兆。如果生长的核小于临界大小，核是不稳定的，可能在水溶液中生长或破裂。一个生长着的天然气水合物核，如已具有临界大小，就是稳定的，可以立即导致结晶天然气水合物的形成。

认识影响气-水簇形成的因素，有助于理解天然气水合物的成核过程。特别是水分子结构，它是指通过氢键相互联结水分子所形成的结构，在成核过程中起重要作用。冰是一种高度结构化的水，其水分子固定在一个呈四边形氢键结构的位置上。当温度升高到零点以上时，结构开始变得更加松散，与高度有序的冰的结构相比更加无序。

Sloan等提出了一种天然气水合物成核过程的分子机制，设想气-水簇开始形成临时结构，随后这些结构再生长成稳定的天然气水合物晶核。他们通过使用化学动力学方程，针对机制中假设的每一种情况对成核过程进行了模拟。Lekvam和Ruoff也提出了反应作用的动力学机制。这种方法使用一种动力学速率模型，研究成核和生长过程，但他们的这种模型并没有强调天然气水合物核的稳定性。

Vysniauskas和Bishnoi在实验中使用不同来源的水进行了实验。结果显示，随着水的来源不同，平均成核开始期也不同。在实验中，来自于融化的冰水与实验中使用热自来水相比，前者的平均开始期较低同样，使用来自于天然气水合物分解的水与使用热自来水相比，前者的平均开始期也较低，这就是所谓的“记忆效应”。这种现象在其他学者的研究中也出现过。研究发现，在已溶解的气体分子周围，水结构被强化了这种作用于溶解气体分子周围的水结构强化现象，被认为是“疏水水合作用”现象。Frank等也提出了同样的观点。Glew在对甲烷天然气水合物和甲烷水溶液的热动力学性质进行研究时，发现了类似现象。Glew对甲烷-水系统分子模拟的研究显示，甲烷分子周围的水分子平均配位数对于Ⅰ型结构的小空穴来说，接近于21。Rahman和Stillinger认为，在溶解的溶质分子周围，水的网架与天然气水合物类型的孔型相似。另外，热力学分析显示，溶液具有很大的负熵，这正是水体内一种结构形成的标志。

气-水簇在天然气水合物成核过程中起了很重要作用。当溶液在过冷或过饱和状态下时，成核过程就发生了，学者们通常使用过冷或过饱和方法来研究成核作用。Bishoni等在研究时就采用了过饱和方法，Kobayashi、Sloan等则采用了过冷方法。

图10-5 典型的气体消耗简图

Bishnoi等在恒定温压下进行了天然气水合物形成实验。在实验温度下，实验压力比三相天然气水合物平衡压力要高，图10-5是实验过程中因气体溶解和天然气水合物形成，而导致的气体消耗的累积摩尔量随时间变化的曲线。

图10-5中A点的气体消耗摩尔量表示已溶解气体量，与三相天然气水合物平衡压力对应。A点与B点之间的准稳区域，代表着天然气水合物的成核过程。B点表示以突变方式出现的稳定临界大小天然气水合物核的出现点。Englezos和Bishnoi发现，在成核点B之前的溶解气体摩尔量，实际上要高于估算的二相(气-液)准稳定平衡状态下的摩尔量，估算来源于稳定区域的外推气-水簇的形成能够耗尽在团块流体相中的天然气水合物形成的气体，从而导致超过两相值的气体溶解。Englezos等提出了计算天然气水合物核临界大小的方法，天然气水合物生长过程开始于图10-5中B点，并沿着线BC进行。根据Kobayashi和Sloan的实验结果，在容积不变的情况下，天然气水合物形成过程中的压力和温度轨迹如图10-6所示。图10-5中点A等同于图10-6中的点A。图10-6中点B也等同于图10-5中的点B，在B点，以突变方式形成的稳定天然气水合物颗粒的出现，导致了压力的突然下降。在图10-6中，点A与点B之间区域表示成核过程中的准稳定状态。过冷却方法和过饱和方法的相似性在图10-5与图10-6之间体现得相当明显。在图10-5中，与三相天然气水合物平衡相应，点A与点B之间，是处于准稳定状态的天然气水合物成核区域中气-水簇的生长区域。天然气水合物在点B的出现是突然的，Kobayashi描述它为“灾变性的”。尽管天然气水合物颗粒很小，但它们的数量很多，足以使溶液变得混浊。Kobayashi和Sloan认为，天然气水合物的突然出现使溶液不再处于过饱和状态，这样便导致了压力的剧降。

(2)天然气水合物的成核和生长过程

图10-6 天然气水合物形成实验温度-压力轨迹简图

从上面讨论可以看出，过冷方法与过饱和方法是等价的，对于天然气水合物成核过程来说都很重要。许多研究者建立了开始期和过冷之间的函数关系，过饱和同样也可以根据过冷却度进行转换。溶解中任何点的过饱和，都是在这点超过饱和浓度值的过量溶解气体浓度，可以用溶液中某一点的过饱和来判断稳定天然气水合物核最先出现在哪个地方。对于不流动系统，溶解气体浓度在分界面附近可能最高，天然气水合物的形成可能最先发生在气-液分界面上。对于搅拌系统来说，在溶液中最先形成天然气水合物的地方，取决于这点上溶解气体的浓度。溶液的水动力条件和气体溶解率可以影响天然气水合物成核的开始期。

Bishnoi等认为，天然气水合物成核作用开始期与过饱和作用相联系，根据对甲烷、乙烷以及二氧化碳天然气水合物的实验数据分析，揭示了成核开始期与过饱和的关系。当过饱和度减小时，成核开始期增大当过饱和时，开始期增加到一个很大的值相反，当过饱和度增加时，开始期减少到一个很小的值当过饱和度很低时，开始期数据的分散程度很高，当过饱和度增加时，开始期数据的分散程度减小。天然气水合物成核过程，本质上是一个内在的随机过程，但高的过饱和度能够掩盖成核现象的随机本质，从而使观察到的开始期看起来像是早已被决定了一样。另外，天然气水合物成核的随机本质，也能够被实验系统中用来进行成核研究的其他因素所掩盖。在天然气水合物成核研究中，Parent和Bishnoi在原始实验状态下又观察到了开始期数据的随机性。

关于天然气水合物成核的研究还处于宏观层次上。对在溶液中的亚临界情况，还知之甚少。在建立基于分子级的模型之前，须通过实验研究揭示天然气水合物的成核机制。

天然气水合物的生长过程，是指作为固态天然气水合物的稳定天然气水合物核的生长，自20世纪60年代以来，许多学者就已对此进行了研究。在研究丙烷天然气水合物生长过程时，Knox认为晶体的近似大小取决于过冷度(指使液体冷到凝固点以下而不凝结)，较高的过冷度主要产生较小的颗粒，并导致明显的晶体生长。Pinder通过研究天然气水合物形成动力学，提出天然气水合物形成的反应速率随渗滤作用而定。Barrer和Esge在研究天然气水合物动力学时发现，对氪形成的天然气水合物来说，其晶体生长有一个明显的开始期。Falabella使用类似于Barrer和Esge的实验装置进行了研究，也得到了相似的结论。Falabella还发现，对于甲烷来说，其天然气水合物生长也有一个开始期，他根据冰的动力学数据，通过进行等温压换算，提出了一个次级动力学模型。Sloan和Fleyfel通过实验，研究了环丙烷天然气水合物的生长动力学。针对在纯水中的各种气体和气体混合物，Bishnoi等一直进行着天然气水合物形成动力学的系统性研究，在实验中使用一个搅拌反应器，其中装有电解质和表面活化剂溶液。他们认为，在稳压条件下，全部气体消耗量是时间的函数。

(3)天然气水合物生长动力学模型

在研究早期，Vysniauskas和Bishnoi提出了一个关于气体消耗速率的半经验模型。后来，Engl-ezos等把只有一个可调节参数的天然气水合物生长动力学模型公式化，这个模型是一个以结晶化和团块传递理论为基础的模型它假设固体天然气水合物颗粒被一个吸附“反应”层所包围，吸附反应层外是一层不流动的液体扩散层，溶解的气体从围绕在不流动液中向天然气水合物颗粒-水分界面扩散然后，气体分子由于吸附作用而进入结构化的水分子构架并结合在一起。当水分子过量时，分界面被认为是气体最易集中的地方(反应速率用已溶解气体的逸度替代其浓度)。

在三相天然气水合物平衡压力和颗粒表面温度下，在扩散层中，溶解气体逸度值从fb变化到fs在吸附层中，逸度值直降至feq，围绕颗粒的扩散动力等于fb-fs但是对于“反应”阶段来说，这个值是fs-feq。在稳定状态下，扩散阶段和“反应”阶段的速率相等，fs能够从单个速率表达式中消去，可得到每一个颗粒的生长速率如下:

非常规油气地质学

式中:R*是扩散和吸附反应过程的组合速率常数Ap是每个颗粒的表面积。在溶解气体的逸度中，fb-feq值不同于三相平衡逸度中的fb-feq值，它指的是全部动力。当在良好的搅拌系统中时，R*值表示反应的内在速率常数，R*值由甲烷和乙烷天然气水合物形成动力学的实验数据决定。在没有任何附加参数的情况下，这个模型可成功地扩展到甲烷和乙烷混合物的形成动力学在这个模型中，纯水中甲烷天然气水合物形成时获得的R*值，可以应用到电解质溶液中的天然气水合物形成模型中，两者的R*值是相同的。

在液态二氧化碳和水的分界面上，Shindo等提出了二氧化碳天然气水合物形成模型他们假设天然气水合物主要发生在液态二氧化碳中，而不是在水中。最近，Skovborg和Rasmussen使用实验的气体消耗数据(数据来源于Bishnoi等)，提出了一种天然气水合物生成动力学模型认为天然气水合物的形成，能够影响液体一侧的气-液团块传递系数。

(4)气-水体系中水合物的生成机理

天然气水合物结构和性质类似于冰(陈孝彦等，2004)，气-水体系中天然气水合物生成时，气体分子首先要溶解到水中，一部分气体分子与水一起形成水合物骨架，类似于冰的碎片(周公度等，1995)，形成了水合物结构中的第一种空穴。这些框架是一种亚稳定结构，相互结合形成更大的框架。在结合过程中，为保持水分子的4个氢键处于饱和状态，不可能做到紧密堆积，缔合过程中必然形成空的包腔，就形成了水合物结构中的另外一种空穴。另一部分溶解的气体分子通过扩散渗入到这些空穴中，并进行有选择的吸附在吸附过程中满足Langmuir吸附定律，小气体分子进入小空穴，同时也能进入大空穴，大气体分子只能进入大空穴，即并不是每一个空穴都能被气体分子占据，这就解释了水合物平均只有三分之一左右的空穴被客体分子占据的机理。

陈孝彦等(2004)总结提出了气-水体系中水合物的生成机理，分为4步:①气体分子溶解过程，即气体分子溶解到水中②水合物骨架形成过程，即气体分子的初始成核过程，溶解到水中的气体分子和水，形成一种类似冰碎片的天然气水合物基本骨架(一种空腔)，这种骨架通过结合形成另一种不同大小的空腔③气体分子扩散过程，即气体分子扩散到水合物基本骨架中④气体分子被吸附过程，即天然气气体分子在水合物骨架中进行有选择的吸附，从而使水合物晶体增长。

2.天然气水合物分解动力学

(1)理论基础

人们提出了许多基于相平衡的热力学模型来预测一定条件下水合物的生成条件及其抑制途径(赵义等，2004)，如通过改变其生成条件，来达到抑制目的的物理方法，包括干燥脱除法、加热保温法、降压法和加入非水合物形成气体法等，还包括通过加入添加剂的化学方法。

化学抑制法主要有热力学抑制剂和动力学抑制剂两种(赵义等，2004)。前者普遍采取在生产设备和运输管线中注入甲醇、乙醇、乙二醇和氯化钠、氯化钙等，改变水合物热力学稳定条件，抑制或避免水合物生成后者从降低水合物生成速度，以抑制水合物晶粒聚结和堵塞出发，通过加入一定量化学添加剂来改变水合物形成的热力学条件，显著降低水合物成核速率，延缓乃至阻止临界晶核生成，干扰水合物晶体的优先生长方向，影响水合物晶体的定向稳定性，具有用量少、效率高等优点，已成为了研究热点(吴德娟等，2000)。根据分子作用的不同机理，动力学抑制剂分为水合物生长抑制剂、水合物聚集抑制剂和具有双重功能的抑制剂，主要包括酰胺类聚合物、酮类聚合物、亚胺类聚合物、二胺类聚合物、共聚物类等，其中酰胺类聚合物是最主要的一类。

Holder等(1987)研究了在天然气水合物分解过程中的热传递过程，得出与成核沸腾现象相似的结论。Kamath等(1987)根据这种相似性，提出在丙烷分解期间，热传递率是ΔT的幂函数，其中天然气水合物表面的ΔT值与团块流体中的ΔT值是不相同的。后来，Kamath和Holder总结了它们的关系性，并用到甲烷天然气水合物分解过程中。

Selim等(1989)研究了甲烷水合物的热分解，认为水合物的分解是一个动态界面消融问题，并运用一维半无限长平壁的导热规律，建立了甲烷水合物的热分解动力学模型，Kamath等(1987)研究了甲烷和丙烷的热分解问题，认为水合物的分解主要受传热控制，其分解可与液体的泡核沸腾相比拟，而流体主体与水合物表面的温差ΔT是过程的推动力(Kamath et al.，1987)。

(2)实验研究

对天然气水合物分解动力学的基础研究是在带搅拌的大容积反应器中进行的，水合物以固体颗粒状分散于液体中，这用来研究分解本征动力学是可以的(周锡堂等，2006)。但用于研究与天然气生产有关，特别是天然气水合物分解的反应工程动力学，则缺乏实际意义(周锡堂等，2006)。自然赋存的天然气水合物可能是大块状的，更多的存在于多孔介质中。Sloan等报道过砂岩中的甲烷水合物生成和分解的一些实验数据，但没有仔细地研究水在孔隙里的分布情况Circone等报道过以冰粒形成的水合物在272.5K的分解速率数据(Circone et al.，2000)，但也没有提供相应的动力学方程。存在于冻土带或海底沉积物中的天然气水合物，与人工合成的、仅仅存在于自由水中的水合物颗粒是大不相同的。因此从工程实际来考虑，研究多孔介质中水合物的分解动力学行为更有意义。Yousif等第一次将水合物分解动力学的研究与天然气的生产结合起来(Yousif et al.，1991)，不过其模型在估算水合物面积时却是经验性的。Goel等研究了天然气水合物的分解行为(Goel et al.，2001)，运用发散状扩散方程，分别得出了关于大块状和多孔介质中的天然气水合物的分解动力学解析模型。然而该模型忽略了分解水的流动和分解气采出速率的变化，严重影响了其有效性。Hisashi等研究了多孔介质中水合物的形成和降压分解问题(Hisashi et al.，2002)。在其实验中，分别采用了多种粒度的玻璃珠和合成陶粒来模拟多孔介质。最终结果表明，不同介质中水合物分解的表观反应速率常数不同，所得回归方程也不一样(周锡堂等，2006)。因此，在确定自然存在天然气水合物的分解速率时，有必要研究当地介质的孔隙性质及其粒度分布。

Bishnoi等开展了对甲烷天然气水合物分解的实验研究，实验是在一个搅拌良好的反应器中进行的天然气水合物在三相平衡压力以上存在然后，在保持温度不变的条件下，把压力降低到低于三相平衡压力，这时，天然气水合物分解就开始了实验在快速搅拌中进行，以保证避免团块传递的影响。他们提出，天然气水合物分解可能分为两个阶段:颗粒表面原结晶“主”格子破坏和随后的“客”分子从表面的解吸过程。Kim等提出了天然气水合物分解原内在动力学模型，他们假设天然气水合物的颗粒为球形，并且被云雾状气体所包围，如图10-7所示。在图中，正在分解的颗粒被解吸“反应”层所围绕，再外层是排放出的气体云，天然气水合物颗粒分解速率公式如下:

非常规油气地质学

式中:kd为分解速率常数Ap为颗粒表面积feq为气体三相平衡逸度fvg为气体分解策动力，定义为feq与fvg之差，即feq-fvg。

(3)研究进展和意义

与前文提到的对天然气水合物生长的研究一样，对天然气水合物分解的研究，应该包括对决定分解颗粒大小分布因素的研究。

图10-7 天然气水合物分解图

对天然气水合物分解和形成动力学的研究，给我们提出了大的挑战。天然气水合物形成被认为是一种包括成核过程和生长过程的结晶化过程。成核作用是一种内在的随机过程，它涉及气-水簇向具临界大小的稳定天然气水合物核的形成和生长问题。因较大的成核策动力和多相性的存在，成核作用随机性质不易被察觉。目前，对天然气水合物成核过程仍没有在分子级别上的测试方法。

天然气水合物生长包括作为固态天然气水合物的稳定水合核的生长，正在生长的天然气水合物颗粒表面积，强烈影响着生长速率。天然气水合物分解是一系列晶格的破坏和气体解吸过程，在分解时的热传递率与成核沸腾现象是相似的。应该深入研究天然气水合物颗粒在分解和生长过程中的大小分布，并应用于这些过程的模型化中。

尽管有多个天然气水合物形成模型已经被提出，但天然气水合物形成核的过程并没有完全被揭示。目前，科学家通过研究气体-水的接触面，已取得了一些实验上的进展，但是这些实验都是最近做的，并且至今没有充足的信息来提供一个确切的描述。这些实验通过研究熔点附近的热力学状态范围，来揭示与接近天然气水合物形成条件相联系的界面结构特征。在实验中，科学家把分子动力学模拟，应用到Ⅰ型甲烷天然气水合物和甲烷气体的接触面，发现接触面在270K以下是稳定的，在300K时发生熔解，同时发现了导致接触面稳定的压力条件。在伴随着表面层的无序化过程中，预熔现象是明显的。动力学性质显示了水平面格子振动的各向异性，这被认为是与在Ⅰ型天然气水合物(001)面上存在着晶轴相联系。这个意想不到的结果还有待于进一步研究。

在研究天然气水合物形成模型的同时，由于天然气水合物有时能对高纬度地区石油和天然气的运输造成意想不到的麻烦(如形成管塞)，有的学者(Monte Carlo)也开始了怎样抑制天然气水合物形成的研究。通过实验研究发现，可以使用一种无毒的、能溶解于水的聚合物———科利当(PVP)，来抑制天然气水合物的形成。Monte Carlo通过不同条件下PVP对单体、二聚物、四聚物、八聚物吸附性的研究，发现吸附作用主要在吡硌烷酮氧(pyrrolidone oxygen)和水面之间两个氢键的形成过程中出现。这种研究结果表明，通过在天然气水合物生长点上PVP的吸附，来抑制天然气水合物的形成是可行的，并且影响吸附的主要因素具有内在的统计性。

学弟学妹大家好，侥幸通过河北工业大学的动力工程的考试，来跟大家分享一番经验。

择校

我最开始其实也不清楚报哪所学校，开始就抱着尽力学，报名时根据自己的进度来确定学校，到了报名的时候拿自己跟别人一比，发现还是本校比较稳，就报了河北工业大学。

下面就来说说我为什么要读研吧。其一是本科四年学习留有遗憾，年少轻狂不懂事虚度了几年光阴，想要通过读研三年尽可能弥补；其二是并不满意本科毕业后的就业环境，大多数就业的同学都是从事水电相关工作——或是施工单位，或者电站运行检修，虽然福利待遇倒也不错，但是工作地点的偏僻让我退避三舍；最后就是希望想检验一下自己是否有学术潜力，是否有资格走科研道路。这三点理由最终成型于大三下学期，也即我考研开始的时间。

由于复习的时间线比较长，我觉得需要一个研友一起复习会让你效率更高，比如我。我和我研友一起吃饭、一起调侃对方，这样也会让你的考研生活不会那么枯燥。

以下给大家介绍一下各科的复习方法。

英语：英语我觉得是一个长久积累的学科，也是一门语言学科，所以到底就是词汇的积累，我觉得前期就是每天制定计划去背考研词汇，然后反复背，后期做真题的时候需要总结做题方法，这个时候也需要背单词，但是时间是可以做出一些调整的。

我是从4月开始复习的，前期就一直背诵考研词汇，看一些长难句的翻译和理解，从8月开始就着手真题，但是其实我的真题开始的是比较迟的了，因为真题我觉得是需要仔细斟酌的，所以一篇阅读理解可能做需要20分钟，但是需要1个小时来解读出做题方法和思路（这里可以去找一下考研辅导老师的英语真题解析视频），这样一篇阅读理解所花费的时间比较长，但是是值得的。大小作文在10月开始准备其实是不迟的，关键是你要总结出自己模板，因为大家都在背诵模板作文，这个时候难免会导致在考场上的作文模式雷同，而且自己总结出的模板应用起来更加得心应手。总之，英语的复习，单词是关键，阅读理解是决胜地。

思想政治理论：考研政治我9月份开始，其实政治这门学科你把基本上的知识点给过一遍，我当初就是自己先大致看一遍，然后跟着一些老师再强化一遍，这样效果就比较好，然后再做做相应的复习题基本上就可以了，分析题可以考前一两周突袭一下基本上70分＋没多大的问题。

数学：数学这个上面我比较有自信的，我考数学一，今年138分。我数学前期是先把高数教材先看了一遍，大概是6月底把教材书给看了一遍，然后在开始辅导书的翻阅，在翻阅辅导书的时候就可以开始总结每个知识点的做题思路了，其实每个知识点也就几种出题方法，这样我们把知识点给吃透了基本上就能应付考研数学了，然后题目的话我觉得张宇老师的1000题就不错，我做了差不多两遍，第一遍把不会的给标注起来，第二遍自己把不会的再仔细钻研一遍，这样你收获会更多。

（1000题是题源，个人觉得题目真的在精不在多，我们没时间采用高中的题海战术，所以一本优质的题目利用起来就可以了），我在这里还推荐把每个人准备一本错题集。我10月开始的真题，1997年以前的真题其实没多大的参考性，所以可以做稍微快一点，1997—2005年还可以，2006—目前可以好好利用起来了。另外模拟题的话，张宇老师的八套卷、四套卷、李林老师的模拟卷等都可以做做，但是张老师的题目偏难，但是还是可以试试，因为我觉得可以锻炼一下，也说不准考试的时候题目难不难。

专业课：我一直属于比较会考试的学生，平时学习也不会太用功，但是每次考试成绩还不错，从高考到大学的各种考试最后到考研，都算应付的不错。所以，考试就是考试，不完全是水平的比拼，我们需要在这一年取得高分，而不是在这一年掌握所有的知识。

很多同学开始学习自己的专业以后觉得各个方面都很有意思，也自己学习了不少，然而就是忽视了考试所要求的扎实功夫。我大学里接受的教育比较扎实，基础也还不错，我很明白学术和实务的区别，我们考试考的是学术水平，不是实战操作。考试更多的是答题技巧，而不是深层次知识的挖掘。

下面总结了一些专业课复习的好方法，快来看看吧。

一、先分好阶段

5月：熟悉专业课全书，一定要根据大纲来进行全面的复习，甚至可以找已经上岸的询问侧重点。

6 、7月底：细过专业书籍，做一些专业课的题进行测试，看知识点的掌握情况，查漏补缺。

8 、9月底：总和知识框架，联系各大知识点，将所有知识点融会贯通。

10 、12月：真题剖析和研究。抱住近十年的真题，翻来覆去地啃、背、写。

二、各阶段学习建议和方法

第一阶段：粗略过课本的时候先看目录，对全书的排版和结构有一个大体的了解，看课本的时候不需要用笔记本做笔记，这个时候的知识比较杂，记起来很复杂，也很浪费时间，可以在书上标记和勾画，辅助理解。尽量在相同的时间里过相同的章节，例如一天看一章的内容，不要多看，也不要少看，就看一章，这样的目的是为了让你当天清楚你所看的所有的内容都属于这一章节的东西，帮助大脑归纳记忆和总结。

这个时候一些简单的知识点就应该记住了，比如说：流体：受到微小剪切力的作用能够发生连续不断变形。（易于流动，没有固定形状）

紊流：是一种随机的三维非定常有旋流动。紊流的基本特征：1，不规则流动状态；2，参数随时间空间随机变化；3，空间分布大小形状各不相同漩涡；4，具有瞬息万变的流动特征；5，流动参数符合概率规律；6，相邻参数有关联。

镜像法：是确定干扰后流场的方法之一，是一种特别的奇点法。连续模型：不考虑分子之间的间隔，而把流体看成由无数个流体微团所组成的宏观流体的连续流动。（必要性：不这样就只能用离散数学求解合理性：对于分子的运动并不在意）适用范围：物体特征尺寸/流体分子特征尺寸≧100时适用。

第二阶段：第二遍细过专业课书的时候，可以在笔记本上做笔记，但是用笔记本有一个前提就是正在学习某一章某一节内容的时候不需要用，等你把一章内容学完了，再系统在笔记本上做这一整章的内容知识，包括理论和概念，需要做横向笔记，记一些自己总结的方法理解。

横向笔记就是以框架的形式来做，最好一个章节一张笔记，你可以买一本大一点的横向速写本，直接一张速写纸就是课本一章的内容，这样在后期复习的时候可以一眼清楚这些知识点的内在联系。就像中学老师给我们做的提纲一样，便于梳理知识。

第三阶段：这个阶段基本上算是二轮复习了，这个时候做的知识点框架与前面的也不一样，前一阶段的工作是总结和整理每一章知识点的联系，而现在就是整理全书乃至所有专业课的知识点联系。相当于一个全面的框架整理，在这个阶段也可以做一些真题了，一些经典的真题有利于加深大家对知识点的理解。

第四阶段：最后这个阶段基本上就是全面熟悉真题，真题才是最最重要的，这个时候可以抛开课本，用自己的笔记，只有部分内容可以去翻翻课本。重点是要了解目标学校考察专业课的习惯，比如怎么作答是比较能拿分的，考察的重点是什么，每个学校侧重的点和习惯都不同。有时候写的符合老师的心理习惯，真的会加分哟。当然这个时候你需要有真题答案，所以买真题不能只买题，一定意义上，答案更重要。

三、接着说一些高效学习法

1.如何自己找重点

建议大家先过一遍课本后再从真题找重点，查找重要知识点，从目标学校近十年的真题里整理。先从最远的年份开始，把每一道题考察的知识点在试卷上标注清楚，我当时就在真题答案中做标注，到时候再看真题就可以直接使用答案来复习。标注的时候尽量标注上考察次数，从多到少依次写下来，你会发现近几年重点考的是什么，然后再总结近十年的真题全卷，就能很清楚的知道你要考的这个学校专业课的考试重点。然后再细过重点，细过不常考的章节。当然不能忽视不常考的哦，如果你发现某一知识点很多年没有考，那么你就得重点复习了，万一中了，都是分数。

2.如何有效记忆

有的专业是需要大量记忆和理解的，记忆时可以先找句子的关键词，然后理解记忆。我们都知道要理解的去记忆，的确如此，只有这样才更能够掌握。我有个朋友曾经把我们老师给的课件从头到尾记了下来，考试的时候他都能知道这个知识点在第几张ppt，向她请教记忆方法，他也说要记关键词，如果记得慢，可多重复几次，慢慢有了感觉就快了。记忆力因人而异，但是都还可以抢救一下！

四、最后给大家一些学习专业课的小告诫

1、笔记不要去抄书，重点打框架，各种便于自己理解的知识框架。

2、不要死记硬背，要去理解记忆，关键是标注出每句话的重点关键字。

3、不管有没有报班，请一定要自己过一遍重点，自己梳理一边知识框架。

总的来说专业课复习就是这么个过程，另外要知道考研是持久战，不要悲伤，忧郁的日子需要镇静，记住你是个没有感情的学习机器。

五、关于初试复试

一定要看初试和复试的政策，到官网很容易找到，而且很清晰。复试前不要到处乱逛，万一被隔离该影响复试了，得不偿失。

面试一开始是英语口语考试，老师用英语问问题，还有英译汉步骤，一定要大胆的读出来，哪怕不会也得读，总比不读好！就是主谓宾，总有会的，不要不说话觉得自己老实可爱。先简单的英文自我介绍，找个模板，每天背2编，和同学一起背，让其他人提意见，忠言逆耳利于行，不要紧张，不要忘记，形成条件反射的顺口溜。还要准备中文自我介绍，一定要准备，有备无患。有科研经历就说，没有别瞎说，毕设也算，你得自己了解自己的东西，要自己说出自己的科研经历很厉害，没有科研经历老师就会问专业知识，很基础的知识，一般都会的，多半是简答题。不要认为自己不会，瞎说也比不说好，实在不会也别像太久，就老老实实跟老师说对不起老师，这方面我确实没复习到，以后我会重点学习这里的，然后老师不会为难自己的，放心。奖项部分尽量写大的，国家、省、学校、学院。复试着装：一定要干净整洁，不用必须正装，别感冒影响发挥，保持所在地的网络质量，女生最好画一个淡妆，不要穿超短裤超短裙，别暴露。老师一般是3个老师，大点声音，慢点说话，语速合适，虽然自己很熟悉，别让别人以为自己是背的，跟老师要有眼神互动，不要躲老师的眼光，引导老师向自己擅长的方向引导。问到了不会的你可以这样说：对不起老师我这方面还不是很精通，我更多的精力在啥啥啥学科（你自己会的）。提前问问师兄师姐问的啥，提前准备，多多共享消息，不要闭关锁国，封闭就要落后和挨打。小道消息往往都是真的。有的老师喜欢说跟同学说复试的事情，复试的两天不要在大群里说话，言多必失，小心被举报。多问老师，也可以加深印象，都是好事。

再说说调剂的事，初试成绩不理想有的人很迷茫，就可能需要关注调剂了，要知道自己想要什么。调剂一定要早下手，要过自划线的分数线，每一课都得过线，比如自己是新能源专业的，调剂时也可以调剂来我的专业。调剂时多关注群和官网消息，调剂时消息灵通就是王道。首先介绍自己的考研情况和奖励，后表达对自己的喜爱和敬慕。多写几封信，万一一个不要呢？把能写的都写上，写了总比不写好。不要直接想着二战，调剂也有调剂不错的。预调剂系统去看看，挺好的。要大精力关注调剂。调剂可以去南航、贵大、华大、北师大都有同学调剂过去，报了985一些学校也比较青睐。调剂时候收到回信一定要说愿意去，哪怕之后放鸽子。老师都是很和蔼的，不会的题老师也不会难为的。准备要准备的充分，英文自我介绍一定要背熟啊啊啊。感觉自己不会就回答老师不了解的方面，不要班门弄斧。任课老师、班导师人际关系也很重要，老师都是很乐意帮忙的。

五、心得

既然选择了，我觉得坚持下去就一定会有意想不到收获，考研这条路，与其说是复习，更可以说是一个人的修行，在经历大学四年的放纵自我，再一次为自己的未来努力一把。

郑平是工程热物理学专家、上海交通大学教授。

1936年生于广州。1958年毕业于俄克拉荷马州立大学，分别于1960年和1965年获美国麻省理工学院硕士学位和斯坦福大学工程博士学位。2011年当选为中国科学院院士。

长期从事多孔介质传热、辐射传热和微尺度传热研究。

提出了多孔介质热对流、弥散导热、两相流等系列理论模型，应用于地热能源的预测、电子元件的冷却和燃料电池性能的评估。建立了“微分近似法”的多维辐射换热简化模型，应用于航天热控的设计。阐明了尺度效应和接触角等界面效应对微尺度相变传热机理的影响，并将微通道的独特流型与传热规律应用于芯片冷却和微换热器的设计。

曾获2007年国家自然科学二等奖、1996年ASME传热学奖、2003年AIAA热物理学奖、2006年ASME传热学经典论文奖和2006年ASME/AIChE共同颁发的马可杰克奖。

扩展资料：

郑平的经历：

1958年6月，毕业于美国俄克拉荷马州立大学，获得机械工程系学士学位。

1960年12月，获得美国麻省理工学院机械工程系工程热物理硕士学位。

1965年6月，获得斯坦福大学工程航空航天系航空航天博士学位。

1970年1月，进入夏威夷大学机械工程系担任副教授，1989年开始担任系主任。

1976年7月，在美国斯坦福大学石油工程系做访问教授（到1977年6月 ）。

1983年10月，随美国学术交流代表团到中国大陆访问 。

1984年3月，在德国慕尼黑大学热工研究所做访问教授（到1984年9月）。

1995年，应聘为香港科技大学机械工程系教授，并担任热能系统实验室主任。

1999年6月，在法国巴黎第六大学做访问教授（到1999年8月）。

2002年6月，在新加波南洋理工大学机械与制造工程系做访问教授（到2002年8月）。

2003年，应上海交通大学机械与动力工程学院的邀请，开始在上海交通大学担任全职教授，在国家985/211工程资助下，创建了微流与热控研究中心，担任中心主任并组建研究团队 。

2005年，担任上海交通大学工程热物理研究所学科带头人、所长。

2011年，当选为中国科学院院士。

2014年9月，在香港科技大学做访问教授（到2014年10月）。

2014年7月12日，与浙江万享科技有限公司共建院士专家工作站

参考资料：中国科学院-郑平

好好做毕设，这是对自己负责

空冷系统低位布置排气管道流体流动特性

查阅相关文献资料，了解相关技术背景。利用数值模拟软件建立空冷电站低位布置排气管道系统模型，对不同结构条件下的流体流动特性进行计算，分析数据，找出规律，得出对系统设计和运行有意义的结论。

过程装备与控制工程（原名化工过程机械，现在的硕士专业的名字还是叫化工过程机械）是动力工程及工程热物理一级学科下设的二级学科目前，各大院校与化工过程机械专业相关的研究方向都略有不同的侧重点。以北京化工大学为例，该专业所包含的研究方向有：01 装备监测网络与远程诊断02 过程装备与先进控制03 非金属材料成型理论与设备化工过程机械学科是机械学科的一个重要分支，属于交叉型学科，涉及化工、石化、材料成型加工、热能与动力工程、金属表面工程等学科专业领域，是和我国石油化工支柱产业生产实际紧密结合的工程应用型学科。

FLOW-3D 是高效能的计算仿真工具，工程师能够根据自行定义多种物理模型，应用於各种不同的工程领域。藉由精确预测自由液面流动（free-surface flows），FLOW-3D 可以协助您在工程领域中改进现有制程。

FLOW-3D 是一套全功能的软件，不需要额外加购网格生成模块或者事後处理模块。完全整合的图像式使用者介面让使用者可以快速的完成仿真专案设定到结果输出。

网格与几何 Meshing &Geometry:

．结构式有限差分法网格

．多区块网格技术，支援嵌入式或者是连接式网格区块

．Fractional areas/volumes (FAVOR?) 技术，能够高效率并且精确的定义几何外型

．自由网格设定

．内建基本几何产生器

．可读入多种 CAD 格式图档

流动种类选项 Flow Type Options:

管内流, 管外流, 以及自由液面流动模式

．支持 三维, 二维 或一维问题计算

．暂态流动计算

．支持 卡氏座标系 或 圆柱座标系

．支持 非黏性, 黏性层流以及紊流流动

．多种量化数值指定计算

． 叁考座标轴计算

．两相流

．热传计算（包含相变化）

．饱和及非饱和多孔性材质

流动定义选项 Flow Definition Options:

．一般初始条件

．边界条件

．对称

．刚体墙

．连续

．周期

．指定压力

．指定速度

．流出

．网格重叠

．静水

．重新启动选项

．接续仿真计算

．从之前的仿真计算接续重叠计算资料

．新增, 删除或改变模型叁数

数值模型选项 Numerical Modeling Options:

．Volume-of-Fluid (VOF) method 追踪流体边界 --TruVOF

．Fractional areas/volumes (FAVOR?) 高效率的几何定义

．一阶, 二阶 以及三阶平流advection 计算

．Sharp fluid interface tracking

．隐式解及显式解计算

．支援 Point, line relaxation 以及 GMRES pressure 求解器

．使用者自定义变数, 副程序以及输出

．执行程序时之计算叠代工具

流体模型选项 Fluid Modeling Options:

．单一不可压缩流体 – confined or with free surfaces

．两种不可压缩流体 – miscible or with sharp interfaces

．可压缩流体 – subsonic, transonic, supersonic

．饱和流体

．声波现象

．不同密度/直径之质量粒子

热模型选项Thermal Modeling Options:

．自然对流

．强迫对流

．流体与固体热传导

．流体与固体热传递

．热传导

．指定热通量

．指定温度

．从流体/物件至空间之热传递

．流体或固体内之能量分布/集中

．散轶之热辐射

．黏滞热

物理模型选项 Physical Modeling Options:

．冲刷与侵蚀沉积

．空化

．相变化 (液体-气体, 液体-固体)

．表面张力

．热虹吸现象

．接触面黏着

．接触面粗度

．蒸汽与气泡

．固化与融化(heat-of-transformation table)

．质量/动量/能量 产生设定

．均布之质量/能量产生器

．剪切变化, 密度变化与温度相依之黏度模型

．触变黏度

．弹性张力

．电场

．绝缘现象

．电渗透

．静电粒子

．电驱动力现象

．焦耳加热

．卷气

．分子以及紊流扩散

特殊物理模型 Special Physical Models:

．六自由度 一般移动物件 --user specified motion or fully-coupled with rigid body motion

．旋转物件

．多孔性隔板与物件 (linear and quadratic flow losses)

．碰撞模型

金属铸造模型 Metal Casting Models:

．固化/融化 (heat-of-transformation table)

．固化收缩

．固化过程中的二元隔离

．潜热释放影响的固化率

．热循环

．缺陷追踪

．气穴模型

．消失模铸造模型

．半固态材料模型

．砂模湿气

．柱塞头移动

．背压与排气

．砂芯吹砂

紊流模型 Turbulence Models:

．Prandtl mixing length

．One-equation transport

．Two-equation k-ε transport

．RNG (renormalized group theory)

．Large eddy simulation

多孔性材质模型 Porous Media Models:

．变动孔隙设定

．定向孔隙设定

．一般流体损轶 (linear and quadratic)

．毛细压力

．不饱和流体

．多孔性材质之热传递

两相流体与两种以上材质物件组合模型Two-phase and Two-component Models:

．液体/液体 与 气体/液体 介面

．两相流混合

．单一可压缩流体与分散的不可压缩流体混合

．两相飘移通量

．气体-液体 与 液体-气体 之相变化

．绝热气泡

．相变化气泡

．含不连续粒子之连续流体

．纯量运输

非连续粒子模型 Discrete Particle Models:

．无质量之标示粒子

．可指定尺寸/重量之质量粒子

．一次元与二次元流体-动力拖曳计算

．Monte-Carlo 扩散

．粒子- 流体动量耦合计算

．黏性粒子之抵抗系数

．点或质量粒子产生器

．带电粒子

．粒子追踪

浅层流体模型 Shallow Flow Models:

．浅层水模型

．一般浅层

．润湿和乾燥

．风切

．地表粗度效应

化学模型 Chemistry Models:

．化学速率方程式求解器

．Stationary or advected species

自动化特色 Automatic Features:

．网格与初始条件产生

．精确与稳定计算之时间步距控制

．自动限制流体压缩性

．由FLOW-3D 控制的收敛与放宽计算

．自动提示以最适化计算

与其他软件之接口 Options for Coupling with Other Programs:

．一般输入格式： Stereolithography (STL) files--binary or ASCII

．从ANSYS 或 I is DEAS 转入之 tetrahedral data

．与 Tecplot , Ensight , and FieldView 之直接资料接续端口

．可输出格式给 PLOT3D-compatible visualization programs

．Neutral file 格式输出

．客制化计算工具加入

．Topgraphic 资料

资料操作选项 Data Processing Options:

．全自动或客制化产生之图表

．图形支援OpenGL-based graphics

．彩色或黑白向量, 等高线图, 3D 以及粒子图像输出

．随时间变化之变量记录

．受力与力榘计算

．动画输出

．PostScript, JPEG 以及 Bitmap 图像输出

．流线输出

．STL 几何图档检视

多处理器计算 Multi-Processor Computing:

．内存共享计算（SMP 版本，支援多核CPU, 支援 Windows/Linux 系统）

．计算机丛集系统（MP 版本，需架设於 Linux 系统）

看你本科学的是热能与动力工程还是机械专业，工程热物理、热能工、制冷与低温工程，这三个是热能与动力工程对应的三个研究生专业，三个专业就业差不多，较真的话热能工程的就业稍好，但是分数也比较高。剩下的有的是对应机械专业，有的是对应化工方向。报考学校的话西交和清华自然是最好的，但是作为外校考生没有超群实力最好还是不要尝试，你需要至少比本校考生多考几十分才有可能被录取。

动力工程及工程热物理主要学科方向有热力循环理论与系统仿真、热流体力学与叶轮机械、内燃机燃烧与排放控制、汽车动力总成与控制、工程热物理、制冷空调中的能源利用、低温系统流动传热、煤的多相流燃烧热物理等。注重与化工、生物、信息、环境等学科的交叉与结合，发展学科新生长点，包括燃料电池与燃气轮机联合发电、石油替代途径与新能源汽车、太阳能热利用与建筑节能、纳/微系统输送和温控、生物质气化发电、光催化制氢和电动汽车多能源动力控制系统等。

新能源科学与工程和新能源材料与器件的区别主要在于：

一，新能源科学与工程专业侧重新能源科学的基本原理和工程化（实现）；而新能源材料与器件专业侧重于新能源材料的制备与深加工成为各种新能源核心构件的制备工艺。

二，前者以原理和工程模型（系统实现）为专业核心；后者以新能源材料和器件制造工艺为专业核心。这两个专业的通用基础课程和专业基础课程都相同；只是最后的专业课分开，不同。就业前景基本相同。深造硕士和博士的起点与道路基本相同。

专业培养具备能源工程、传热学、流体力学、动力机械、动力工程等基础知识，掌握新能源转换与利用原理、新能源装置及系统运行技术、风能、太阳能、生物质能等方面的新能源科学领域专业知识。

能在国家风能、太阳能、地热、生物质能等新能源领域开展教学、科研、技术开发、工程应用、经营管理等方面的高级应用型人才，跨学科复合型高级工程技术人才，和具有较强工程实践和创新能力的专门人才。

就业去向

毕业生就业前景广阔，可在风能、太阳能、生物质能等新能源和节能减排领域的企事业单位、高等院校和政府部门从事技术研发、工程设计、新能源科学教育与研究、新能源管理等相关工作。

就业前景

毕业生可在国家新能源科学与工程相关各类大、中型企业，从事与风能、太阳能、生物质能、新能源开发、环境保护等领域的设备制造、检修与维护、集控运行、生产管理等方面的工作，也可在学校、科研院所等单位进行相关方面的教学、工程设计等工作。