文档介绍：东南大学
博士学位论文
多孔介质扩散、导热、渗流分形模型的研究
姓名:张东辉
申请学位级别:博士
专业:工程热物理
指导教师:施明恒
20030301
对不同孔隙崧氏碌拿稚⒐媛山辛朔治觥DD馍攴⑾郑涸谏縻兄蹈浇肥荡嬖谧欧多孔介质扩散、导热、渗流分形模型的研究摘要常弥散和优势通道现氛网格中的压力分布也和全部联通时完全不—,分形理论给多孔介质传热传质研究提供了一种新的视角韭畚亩苑中味嗫捉橹手徐晨死合介质,计算中发现分形结构中的导热规律非常复杂。基质与孔隙之间存在着很强的相互换热,在第三章中,对物质在分形介质中的布朗运动作了初步分析,并依此建立了分形介质的扩质在分形多孔介质中的扩散受到质量分形维数和谱维数的影响很大,分析表明:物质的分形介质中的扩散是一种不均匀扩散,扩散过程可以认为是—:采用通道逾渗模型,团的概率密度分布函数也表现出多重分形特征馐导噬媳砻髁擞馍鲋蹈浇拿稚⑹且恢值为了更深入地了解物质在多孔介质中的运移,本论文进行了土柱模拟实验,将含颜料的水有机碳扩散的影响,得到了不同年龄的有机碳在土壤中的分布规律,这为进—步预估中国土壤本文首先采用有限容积法分析了分形多孔介质中的热传导过程,多孔介质可以视为二元混当不考虑孔隙气体中的导热时,本文所构造的随机地毯匕导热系数与基质率百分含量蠖喑手甘叵担庥階傻慕峁且恢略希2侥D饧扑惴⑾郑悍中谓散模型,并对不同分形结构下影响扩散过程的主要因素作了初步分析,斐克定律不再适用。。网格可视为近似分形结构,对二维网格,纵向弥散系数和尺度之间存有指数增加关系魈逦分渗入不同类型的土壤中,然后对其不同深度的剖面进行观察,并且进行了图像分析,发现颜料的分布满足分形特征,水分越土壤中的运移存在优势流现象,受到大孔隙的影响很大,这与最后—章本论文对新老有机碳在土壤当中的迁移积累进行了数值模拟,分析了不同参数对中的有机碳动态交化打下了基础。本论文所作出的分析计算和实验研究,对建立符合实际情况的多孔介传热传质模型具有很关键词:多孔介质,分形,蒙特卡罗方法散、和压力弥散和热传导过程进行了全面和系统的分析。构中的温度分布和热流分布存在自相似性,与结构紧密关联瞿D獾慕峁刮颐嵌苑中味孔介质中的热传输规律有了更深的了解。型的非线性弥散过程上述随机模拟的结果是—致的。好的参考价值热传导,渗流,优势流
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和水体多分压模型相继提出:綿皇酝加猛臣屏ρУ姆椒ɡ幢硎龆嗫捉橹第一章绪论多变而复杂,总的来说,分成真正的三裂危颗粒多孔介质,如堆积的谷物,多孔介质是自然界中广泛存在的一种多相混合物,自然界实际的多介质结构二元金属颗粒混合物等;羌苄远嗫捉橹剩缍嗫籽沂静模⒂己玫耐壤等:宋远嗫捉橹剩热缟砩洗┑囊路取6嗫捉橹手写却使淌枪农业与人类生命活动中最主要的热物理过程之一。因此,研究多孔介质中传热传质特性具有很重要工程应用背景和科学价值。在多孔介质领域的研究中,前人已发展了许多描述能量与物质迁移的物理模型,这些模型可以归纳为“连续介质模型”和“非连续介质模型”两类。以前经典的工程方法一般都采用连续介质模型,即先定义一个微元控制体积缓蠖灾出能量、物质平衡方程式,加上边值条件进行求解。求解过程中,多孔介质的宏观性质,如有效输运系数、反应速率,者糜胛⒐哿慷杂Φ钠骄荡ā6钥紫兜哪D可以采用毛细管模型,物理定律控制着毛细管内流体的输运程度。上述连续介质模型在实际中有了很多的应用,但也碰到了很多的问题,因为多孔介质结构变化很大,界面非常不规则,确定流体和固体的边界条件是一个非常重要的问题,有时过于简化,即使求解也得不至Ⅱ有价值的信息谑牵ǔV缓貌捎帽雀霰鹂状蟮枚嗟某ざ标度,