تخلیه سریع منابع برگشت ناپذیر سوختهای فسیلی و افزایش هزینه ها عاملی برای توسعه منابع انرژی مکمل و جدید شده است. یکی از این منابع انرژی که اثر زیست محیطی قابل قبولی دارد انرژی زمین گرمایی می باشد. در فصل دوم در مورد فرمولاسیون ریاضی مساله انتقال حرارت جابجایی در سیستمهای زمین گرمایی بحث شده است. معادلات حاکم در محیط متخلخل، از متوسط گیری معادلات میکروسکوپی جریان در داخل یک حجم کنترل مبنا بدست می آیند. همچنین می دانیم هنگامیکه لایه مرزی نازک باشد می توان از تقریبات لایه مرزی استفاده نمود. بعلاوه قانون دارسی در مورد مسائل زمین گرمایی قابل استفاده می باشد. برای جریانهای غیرهمدما گذرنده از محیط متخلخل، زمانی قانون دارسی قابل استفاده می باشد که:1- عدد رینولدر (بر پایه جذر پرمابلیته) ‏‎re=puk‎‏ کمتر از یک باشد.2- نسبت پرمابلیته به مجذور طول مقیاس کوچک باشد‏‎kl2<<1‎‏ حالتهای بالا معمولا برای مسائل انتقال حرارت جابجایی در سیستمهای زمین گرمایی معتبر می باشند. در فصل سوم، ما توجه خود را به جابجایی آزاد و مختلط اطراف سطوح گرم شده نفوذ ناپذیر و نفوذپذیر عمودی و مایل (گوشه) معطوف می نماییم.