可变形多孔介质中的一维非定常耦合渗流

在Biot理论的基础上,考虑到可变形多孔介质的渗透系数依赖于孔隙变形的特点,建立了耦合渗流问题的基本方程;用初始层校正法求出了一维非定常耦合渗流问题的摄动解;实例计算表明,耦合分析与非耦合分析之间的差别较大,因此耦合效应不能忽略。

可变形多孔介质中一维孔隙压力的生成

考虑到可变形多孔介质的渗透系数依赖于孔隙变形的特点，建立了一维孔隙压力生成的力学模型；用初始层校正法求出了摄动解；实例计算表明渗流的非线性对孔隙压力分布模式有明显影响。最后介绍了利用孔隙压力生成过程中．流出试样的非稳定流量确定可变形多孔介质渗透系数的方法。测试时间大大小于传统的稳定渗流方法．

可变形多孔介质渗透系数的时间效应

在溶浸采矿行业中对于金属含量较低的尾砂、尾矿等采用浸出的方法回收其金属成份,浸出液在其流动形式主要是层流,满足达西定律渗流的要求。这些矿物在浸出过程中随着有用组分的不断浸出,矿物的颗粒直径在不断减小,孔隙率在不断减小而不断变化的,因此有必要研究渗透性能与时间的关系。在试验的基础上,研究了与颗粒直径时间的关系、孔隙率与时间的关系及渗透系数与时间的相互关系,试验得到颗粒直径随时间的改变成线性关系dt=d0-Kt;孔隙率随时间的改变成非线性关系φ=φ0-5×10-4t2+6.5×10-5t-1.0×10-3,同时也给出了渗透系数与时间的函数关系式。

多孔介质的一种流-固耦合动态边界理论

基于Biot理论,推导了考虑渗流作用的可变形多孔介质流-固耦合问题的基本方程,建立了本问题的渗流模型,给出了所考虑问题的流体动力弥散分布概率及系数表达式,进一步建立了多孔介质中微压液体位移场模型,讨论了流体动力弥散因素对多孔介质边界的影响,建立了描述多孔介质的动态边界方程,并分别对所建立的四种边界模拟了动态结果及算例。

微极性多组分多孔介质材料的混合物理论

将描述多组分系统的复合混合物理论与微极性连续介质力学理论相结合,建立了描述微极性多组分多孔介质材料的混合物理论.假定系统由多组分的微极性弹性固体和多组分微极性粘性流体组成.给出由混合物理论建立的系统的平衡方程.依据热力学第二定律以及本构假设建立了系统的本构方程,并使场方程闭合.为考虑固相的压缩性,在液相自由能函数中引入液相体积分数作为内变量,得到动力相容条件,用以限制固、液两相界面压力差的变化.最后,基于线性化理论得到线性化的本构方程和场方程,建立了考虑介质微极性的热-水力-力学组分输运模型.此理论框架可以运用到可变形多孔介质中污染物、药物以及农药输运等问题中.所得到的微极性多组分多孔介质系统的闭合场方程经退化后,可变为固、流相都为单一组分的多孔介质系统场方程,它与Eringen得到的结果一致.