近日，北京大学2025年优秀博士学位论文评选结果确定，力学与工程科学学院共2篇论文获评北京大学2025年优秀博士学位论文，实验室2025届博士毕业生王传玺的学位论文《多孔介质中分散相流体的热力学与水力学稳定性理论分析》入选，指导教师为徐克老师。
论文的主要内容为
多孔介质中的分散相流体（气泡、油滴、液滴等）在二氧化碳毛细封存、油气开采和地下水污染物清理等诸多工业工程应用中广泛存在。虽然毛细管压力能够在水力学层面限制流体团的迁移，但由于这些流体团通常具有极高的表面自由能，其在长时间尺度下的热力学稳定性尚未明确，相关研究与认识尚显不足。此外，分散相流体水力学稳定性的系统性研究也较为匮乏。
本文基于自主建立的二维概念模型，通过理论分析与数值计算，系统研究了分散相流体团的形态特征，准确求解了流体团的毛细管压力、表面自由能和比表面积等热力学性质，深入探讨了多孔介质中分散相流体的热力学与水力学稳定性，构建了稳定性判据。本文的主要研究内容如下：
（1）建立了一种多孔介质中分散相流体的形态描述方法与热力学性质计算方法。推导了均质多孔介质中流体团热力学性质的解析表达式。建立了非均质多孔介质中流体团准静态膨胀-收缩循环算法。定量研究了几何因素、润湿性以及分离压的影响。
（2）论证了均质多孔介质中分散相流体集群的热力学稳定性。厘清了非均质多孔介质中分散相流体集群满足热力学稳定所需的条件。
（3）系统研究了流体团在外场强度逐渐增大时的启动过程。发现并证明了分散相流体的水力学启动会导致热力学参数发生归一化，进而削弱甚至消除孔尺度的滞后效应。总结得到了流体团水力学启动判据，并据此判据进一步推导了毛细去饱和曲线。
本论文基于建立的理论模型与数值算法，精准计算出流体团的热力学性质，并系统分析分散相流体的热力学稳定性与水力学稳定性。本研究为二氧化碳毛细封存等工程应用提供了坚实的理论支持，有助于更准确、更有效地评估毛细封存的稳定性、提高石油采收率、并优化重非水相液体的清理效率。