渗流力学是流体力学的一个分支，主要研究流体在多孔介质中的运动规律。
但同时它又是一门综合性学科，与多孔介质理论、表面物理、物理化学、固体力学、生物学等学科交叉。目前的研究主要集中在单相渗流理论、多相渗流理论、双重介质渗流理论、渗流基本规律和多孔介质理论。
渗流理论的应用也非常广泛。如生物医学领域、海水入侵、水利水电工程、农林工程、冻土工程等。都需要分析渗流。
研究渗流区水头或地下水位的分布，渗流对建筑物基础的作用力，渗流流量、渗流速度以及渗流对多孔结构的影响。
按其适用范围，大致可分为地下渗流、工程渗流、生物渗流三个方面。
CFD模拟在多孔介质中的应用
ANSYS Fluent中的多孔区可以分析液体在多孔介质中的流动趋势。
这次用一个简单的模型来模拟液体在多孔介质中的流动。
▲上图阴影区域对应的是下图视频中的多孔介质区域。
渗透和渗漏
在现实生活中，经常会观察到液体渗透到固体缝隙中。为了分析这种现象，我们引入了渗流的概念。
渗透
地下水在岩石孔隙或多孔介质中运动，液体在弯曲孔隙中以不同的速度流动。为了研究地下水的整体运动特征，引入了渗流的概念。
渗出
具有实际水流的运动特征(流量、水头、压力、渗透阻力)并连续充满整个含水层的虚拟水流空；它是一种假想的水流，代替了真实的地下水流。
其特征在于:
(1)假设水流的性质与真实地下水流的性质相同；
(2) 空充满含水层的空间和空被岩石颗粒占据的空间；
(3)移动时的阻力等于实际水流的阻力；
(4)通过任何断面的流量和任何点的压力或水头都与实际流量相同。
渗流场
渗流场是指假想水流占据的空之间的区域，包括空空隙和岩石颗粒占据的所有空空间。
多孔介质
受多孔介质特性的影响。而天然和人工多孔介质一般具有以下特点:空间隙尺寸小；比表面积非常大。
多孔介质的特性使得渗流具有以下特征
◆表面分子力显著，毛细作用突出；
◆流动阻力大，流速一般较慢，惯性力往往可以忽略不计。
多孔介质的特性
(1)孔隙度有效孔隙和死端孔隙
◆孔隙度:指多孔介质中孔隙体积占多孔介质总体积的比值。
◆有效孔隙:多孔介质中相互连通且未被束缚水占据的那部分孔隙。
◆有效孔隙度:多孔介质中有效孔隙体积与多孔介质总体积的比值。
◆死端孔隙:多孔介质中一端与其他孔隙相连，另一端封闭的孔隙。
(2)连通性是封闭和平滑的，有效和无效的。
(3)可压缩固体颗粒和孔隙的压缩性推导。
(4)多相固-液-气三相可以共存。
影响渗流的各种力
油、气、水在多孔介质中的渗流主要受以下力的影响:
1.液体的重力
重力可以是动力，也可以是阻力。
2.多孔介质的可压缩性和流体的弹性力
油气存在于地下岩层中，不开采时岩石和流体处于平衡压力的平衡状态。随着油气的不断开采，油气层中的压力逐渐降低，上覆地层与油层的压差逐渐增大，会导致岩石变形，导致岩石孔隙度降低，即内部孔隙体积减小，多孔介质中的流体逐渐向低压方向流动。渗流方向也会改变。
3.毛细力
多孔介质可以看作是固体中许多毛细血管的存在，这些毛细血管是分散的，相互连通的。当渗流发生时，一种流体取代另一种流体，导致两种流体界面处的压力突变，这称为毛细管压力。
4.流体的粘度和粘滞力
流体流动时，在分子间内聚力的作用下，不同流速的流体之间会产生相互作用力，加速低速，制约高速。流体的这种特性叫做粘度。
流体的粘度与流体的种类、温度和压力有关。
在渗流中，粘滞力就是阻力，功耗主要用来克服流体粘滞阻力。
渗流的驱动类型
渗流驱动的主要类型有:重力水压力驱动、弹性驱动、气压驱动、溶解驱动和重力驱动。
◆重力水压驱动:利用水深压力或人工注水产生的水压进行驱动。
◆弹性驱动:一侧压力下降引起的岩石和液体的弹性膨胀。
◆气动驱动:利用不溶于液体的气体，通过增加气体压力来驱动。
◆溶解气驱:当压力低于饱和压力时，不断析出的溶解气驱动油层。
◆重力驱动:重力引起的流动。
一般来说，渗流过程受多种驱动方式的影响，其中一种起主要作用，另一种起辅助作用。随着渗流过程的变化，驱动方式也会发展变化。
润湿性对渗流的影响
吸入
是指液体与固体接触时，液体会逐渐渗入或附着在固体表面的现象，液体相对于固体是浸液。
非渗透
当液体与固体接触时，液体不会附着在固体表面或渗入固体。液体相对于固体是不润湿的液体。
渗透和不渗透主要受分子力的影响。
◆如果粘附层中分子间的距离大于液体中分子间的距离，则分子间的相互作用是重力，粘附层倾向于收缩，就像液体表面张力的作用，使液体和固体不被渗透。
◆如果粘附层中分子间的距离小于液体中分子间的距离，则分子间的力是排斥的，粘附层倾向于膨胀，液体和固体发生渗透。
影响润湿性的因素
在一定条件下，润湿性与温度、压力等因素有关。
流体性质等因素也会影响固体表面的润湿性。例如，含有表面活性物质的流体在与固体表面接触后会改变固体表面的润湿性。
某些固体表面的润湿性处于复杂状态。例如，由于接触不同的液体，可能会出现在同一块储油岩石上既有亲油表面又有亲水表面的现象。
润湿性对技术生产的影响
不同的液体和固体润湿性不同，流体在多孔介质中的运动规律也不同，这也会影响工农业的生产过程。
比如不同地质、地质矿井下，储油岩石润湿性不同时，渗流力学计算方法、油田开发原理、生产控制措施都不一样。
弥漫
渗透率是渗流力学中用来衡量流动特性的物理量。
多孔介质中有许多细小的空空间允许流体流过，称为渗透率，用来衡量渗透率的物理量称为渗透率。
例如，在能源开采中，地层渗透率越大，生产能力和采收率就越大。研究表明，岩石的渗透程度对基质的渗透率有显著影响。一般亲水性越强，渗透率越高，吸排油越快，采油速度越快。
渗透率值计算
渗透率值可以用达西定律计算，计量单位为毫达西，符号为MD，渗透率的SI单位为平方微米。两者之间的换算系数为1mD=0.0009869平方微米。工程上常用达西和千分之一达西，即千分之一达西。砂岩储层的渗透率一般为20 ~ 100万达西。
