多孔介质有效导热系数的实验与模拟

应用实验与数值模拟相结合的方法研究了多孔介质的有效导热系数。将分形理论与孔道网络模型相结合的分形孔道网络模型用于研究多孔介质的有效导热系数,为太阳池储热、地源热泵传热、食品干燥等方面打下了基础。模拟计算结果与实验结果吻合较好,证明了分形孔道网络模型适用于计算多孔介质的有效导热系数。研究了孔喉比、配位数、垂直热流方向喉道比例、喉道长度、孔隙率、固体骨架导热系数(Ks)及流体导热系数(Kf)等多方面对多孔介质有效导热系数的影响。结果表明,垂直热流方向喉道会增大多孔介质的热阻,降低多孔介质的有效导热系数。当Ks大于Kf时,随着孔喉比的增大以及喉道长度的减小,多孔介质的有效导热系数越大。当平行热流方向喉道数目相等时,多孔介质的有效导热系数随着配位数的减小而增大;当垂直热流方向喉道数目相等时,多孔介质的有效导热系数随着配位数的增大而增大。

多孔介质干燥过程分形孔道网络模型与模拟:Ⅰ.模型建立

目前孔道网络干燥理论中普遍以“人造多孔介质”为孔道网络模拟的研究目标，尚未涉及实际多孔体的应用问题。以农副产品中常见孔隙直径范围（10^-7～10^-4m）的自然多孔介质为研究对象，运用分形几何学、多孔介质渗流物理和传递过程原理。建立了描述多孔介质干燥过程热质传递的分形孔道网络模型和规则孔道网络模型。模型中考虑了多孔介质孔隙内的液相流动、汽相扩散、温度梯度以及孔道微细结构特征等诸多因素对干燥过程热质传递特性的影响。为了更准确地契合自然多孔介质的孔道网络拓扑结构，应用分形孔道网络替代了通常采用的规则孔道网络。

土壤孔隙结构定量化研究进展

土壤孔隙结构是土壤结构的重要方面,土壤大孔隙引起的优先流和溶质优先迁移与地下水污染、养分流失和灌溉水浪费都有着密切的关系;对土壤孔隙结构的研究具有重要的实践意义和指导作用。本文在综合国内外研究文献的基础上,对前人研究进行系统总结,介绍土壤孔隙结构的获取手段、孔隙结构的表征和模拟方法,并且对今后土壤孔隙结构研究的热点进行了展望,以期为今后进行土壤孔隙结构建模的深入研究提供帮助。

多孔介质孔隙结构的网络模型应用

本研究分别用毛细管束模型和网络模型对多孔介质的孔构型进行描述。为了克服毛细管束模型在反映真实结构存在的局限性 ,有必要发展更为精确的方法。在诸多的多孔介质模型中 ,网络模型经过多年的研究、发展 ,已经可以较好地实现对过程机理进行定量预测。进一步通过引入非线形分形理论 。