Рефераты по Физике

Физическое описание явления фильтрации жидкости

Страница 12

Интегрируя это соотношение в пределах от t = t0 до t и используя граничное условие (61) и представление решения (66), имеем

(напомним, что считаем a удовлетворяющим неравенству -1/2<a< ¥), откуда получаем искомое условие в форме

(71)

В интересующей нас области изменения a и l правая часть (71) конечна и положительна.

3.2. ПОЛОГИЕ БЕЗНАПОРНЫЕ ДВИЖЕНИЯ

С НУЛЕВЫМ НАЧАЛЬНЫМ НАПОРОМ:

ПРЕДЕЛЬНЫЕ АВТОМОДЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ,

ОСЕСИММЕТРИЧНЫЕ АВТОМОДЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ

3.2.1. Предельные автомодельные движения. Рассмотрим теперь для того же полубесконечного пласта несколько иную задачу. Будем исследовать движение на полубесконечном интервале времени (-¥, t), поэтому начальное распределение напора по пласту несущественно.

Предположим, что на больших расстояниях от границы пласта, т.е. при х® ¥, напор жидкости равен нулю; следовательно,

h(¥, t) = 0. (72)

Пусть, далее, напор жидкости на границе пласта возрастет со временем по экспоненциальному закону:

h(0, t) = h0eht. (73)

Напор жидкости внутри пласта h(x, t) по-прежнему удовлетворяет уравнению

(74)

Составим полный список аргументов, от которых зависит это решение. Помимо координаты х и времени t, в этот список войдут также величины h0, == и a. Тогда размерности всех определяющих параметров решения представляются в виде:

[x]=L; [t]=T; [a]=[h]-1L2T-1; [h0]=[h]; [c]=T-1, (75)

где по-прежнему символы L, T и [h] означают соответственно размерности длины, времени и напора. Из пяти аргументов (75) с тремя независимыми размерностями можно составить две независимые комбинации, которые удобно взять в виде:

отсюда на основе p- теоремы решение рассматриваемой задачи будет

(76)

где j - безразмерная функция.

Положим теперь t = t¢ + t , где t - произвольная константа. При этом условие (72) и уравнение (74), как нетрудно проверить, записываются через новую переменную t¢, так же как и через прежнюю переменную, а условие (73) принимает вид:

(77)

Таким образом, сдвиг во времени влияет лишь на некоторое преобразование величины h0, и постановка задачи оказывается по отношению к группе преобразований переноса по времени; для определения h в переменных х, t¢, a, c, h¢0 получается та же задача, что и для определения h в переменных (75). Стало быть, на основе соотношений (76) и (77) имеем

(78)

Отсюда следует, что при любом t имеет место тождество

(79)

Положим теперь t = t и получим

(80)

Итак, функция h, зависящая от пяти аргументов (75), представляется через функцию одного аргумента:

(81)

Подставляя (81) в основное уравнение (74), получаем для функции f(x) обыкновенное дифференциальное уравнение

Перейти на страницу:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15