层状非均质多孔介质中LNAPLs污染物运移与分布的锋面扩展模型

通过建立二维物理模型,研究非饱和层状非均质多孔介质中轻非水相液体LNAPLs(Light Non-a-queous Phase Liquids)的入渗机制与变化特征,建立LNAPLs运移与分布的锋面扩展模型,探讨入渗阶段油流锋面扩展速率的变化规律。结果发现:模型中砂土的渗透系数、孔隙度及油的相对渗透系数对LNAPLs运移的锋面扩展速率影响较大,而油的饱和度与压头变化对其影响较小。当LNAPLs由中砂进入细砂与细砂倾斜透镜体时,砂的渗透系数、孔隙度及油的相对渗透系数减小,这种介质结构面的突变改变了LNAPLs锋面扩展速率,其在中砂中锋面扩展速率快而在细砂与细砂倾斜透镜体中锋面扩展速率慢。此外,当LNAPLs进入干湿界面后,由于毛细作用的增强与含水量的加大,其横向比垂向运移的平均锋面扩展速率大。

沉降分布孔隙率多孔介质模型及数值研究

研究沉降分布孔隙率多孔介质流动和传热,根据"O"形圈理论和现场测定确定孔隙率系数,建立坐标方向孔隙率分布函数;考虑流体密度变化,并引入Brinkman-Forchheimer的扩展Darcy模型,能量方程采用界面连续条件,建立沉降分布孔隙率多孔介质流动和传热求解模型.采用差分法对模型进行离散化,应用高斯–赛德尔方法迭代求解.数值分析表明:沉降分布孔隙率条件下多孔介质内流体流动速度在壁面附近较大,中心部位较小,壁面附近孔隙率的增大使得低流速区域减小,较高流速区域增大;当孔隙率小值时,温度按线性减小;当孔隙率大值时,温度在高低温壁面附近迅速减小,在中部减小较缓,热量按导热和对流共同传递;孔隙率增大能使平均怒谢尔数增大,对流换热作用增强.

多孔介质中突变面压力分布模型

根据流固耦合力学的基本理论 ,针对多孔介质的特点 ,考虑了瞬态热载荷的影响因素及热流因素 ,建立了进行多孔介质自由面分析的力学模型 .研究表明 ,由于存在毛细现象 ,突变界面的各种型态均有一非明细的区域 ,并随着热渗流的不断扩展而呈现特殊的几何形状 ,当瞬态热载荷的强度改变时 ,界面型态将保持不变 .进一步讨论了多孔介质中出现突变界面的各种型态并给出了其特定的力学意义 。

基于多孔介质模型的非织造布阻力特性研究

针对非织造布企业生产的针刺非织造布初阻力性能评估问题,基于多孔介质模型对纯涤纶针刺非织造布的阻力特性进行数值研究,分析了浸胶工艺处理、喷湿处理、无尘空气流速、温湿度、非织造布厚度对其阻力性能的影响。研究结果表明:浸胶和喷湿处理后阻力增大,流速越大,阻力越大;在50~100℃温度区间内,在流速、温度一定条件下,相对湿度增大,阻力显著减小;在0~50℃温度区间内,在流速、温度一定条件下,相对湿度增大,阻力无明显减小;常态、喷湿态未浸胶和常态浸胶针刺非织造布,在流速、相对湿度一定条件下,温度增大,阻力增大;喷湿态浸胶针刺非织造布在流速、相对湿度一定条件下,温度增大,阻力减小;在厚度一定条件下,流速规律性增大,阻力之间的差值近似为等差数列;在流速一定条件下,厚度规律性增大,阻力之间的差值近似为定值。

颗粒堆积多孔介质内幂律流体的流动阻力特性

为深入研究幂律型非牛顿流体在均匀球颗粒堆积多孔介质内流动的阻力特性,基于经典Carman-Kozeny-Blake模型及孔喉通道模型,提出一个新的预测模型.针对幂律流体的流变特性,利用平均水力半径理论,得到了于迂曲度、孔隙率、孔喉比、颗粒直径及幂律指数等重要参数修正的Ergun型方程表达式,且方程中的系数表达式A、B等各物理量都有明确的物理意义.对所建模型与文献中的理论模型及实验数据关联式比较的结果表明,新模型在一定流态区间内的阻力预测值与文献吻合较好.给出了幂律流体的临界雷诺数、修正渗透率及惯性系数的关联式.

多孔介质模型在二次滤网内流场分析中的应用

使用计算流体动力学软件FLUENT分析了二次滤网的内部流动,并利用其结果输出功能计算了滤网阻力.多孔介质模型形象地描绘出了二次滤网的内部流场,获得了该型号滤网的内部流动规律.滤网面的形状改变了流体的流动,加强筋板使局部流动复杂化,但同时起了导流作用.对排污工况研究发现,排污顺畅.

利用分形几何确定多孔介质的孔尺寸分布

提出了利用分形几何确定多孔介质孔尺寸分布的方法。考虑多孔介质中孔间的屏蔽 ,采用此方法得到的孔尺寸分布范围比采用平行孔模型宽。分别采用本方法和平行孔模型测定γ Al2 O3 催化剂的孔尺寸分布 ,构造简单立方体三维网络模型模拟压汞过程 ,并将模拟曲线与γ Al2 O3 压汞实验曲线比较 ,结果表明 。

多孔介质分形模型的难点与探索

对分形理论的一些关键而又复杂的概念 ,如谱维数、Hurst数、稳定分布进行了讨论 ,谱维数是联系分形介质中静态结构参数和动程的桥梁 ,而Hurst数的大小划分各种类型的分形布朗运动 ,这也同时决定了分形介质中扩散过程的快慢 ;物质在分形结构中的扩散密度分布函数属于稳定分布 .并对应用于分形介质扩散动力学各种方法的实质进行了分析 ,分数微分扩散方程可以得到扩散密度分布函数 ,但目前仍然是一种近似解 ;随机模拟方法比较直观 ,但决定过程的扩散密度分布函数目前只能采用预估的方法 ;而传统的差分方法比较实用 ,却难以给出对分形介质网格之间的扩散系数 .因此 .将分形理论应用于实际的多孔介质仍然有很多难点 。

多孔介质干燥分区域模型的孔道网络理论分析

针对多孔介质干燥分区域模型内在机理不清等问题,运用孔道网络干燥理论,基于砂床恒温缓慢干燥过程,建立其孔道网络干燥模型。模拟与试验结果表明:多孔介质孔隙大小分布是影响分区域模型中湿分相分布状态的主要因素,孔隙服从高斯分布的多孔介质适合采用双区域模型;而孔隙服从对数正态分布的多孔介质则适合采用三区域模型。

多孔介质干燥孔道网络模型的研究进展

建立在物质微观传输基础上的孔道网络干燥理论,通过完全离散化的方法在孔道等级上对干燥过程进行研究,描述了多孔介质内部结构参数对干燥过程的影响。介绍了建立孔道网络模型的原理和方法,阐述了基于单元体上孔道网络研究的内容及目的,综述了基于产品等级上孔道网络研究的最新进展,阐明了孔道网络模型方法对干燥理论研究的重要意义。指出,进一步提高网络模型中孔道的拓扑等价性、形状的不规则性及尺寸的相关性,探索网络构建新方法以及增加孔道网络信息量,是孔道网络干燥理论的主要发展方向,并应加强同分形、渗流理论的进一步结合。

烧结不锈钢颗粒多孔介质单相流阻力特性研究

对烧结不锈钢颗粒多孔介质的单相流阻力特性进行试验研究,根据孔隙率的大小选择简单堆积颗粒方式作为模拟的单元模型,在此几何模型上设定对称边界,在孔隙尺度下通过求解标准N-S方程及k-ε紊流模型对其进行数值研究。分析了单相流流经烧结不锈钢颗粒多孔介质后的单位压降与等效雷诺数的关系,并基于实验数据拟合出了表征多孔材料流动压降与颗粒直径、流速、孔隙率的Tadrist关系式中的两个常系数。完整的Tadrist关系式可以作为烧结不锈钢颗粒多孔介质内流动阻力在宏观尺度上的预测模型。

基于逾渗理论的多孔过滤介质孔径分布估计方法

结合逾渗理论和网格模型,建立了过滤系数与过滤介质孔径分布的联系方程。利用此方程结合过滤实验数据获得过滤介质孔径分布的统计参数,同时与其他方法获得孔径分布参数以及其他文献中的数据进行比较,并利用计算机模拟过滤过程验证了获得的孔径分布参数,结果表明基于逾渗理论的过滤模型用于孔径分布参数的估计是比较准确和有效的。

基于多孔介质模型的中冷器内阻CFD分析

一、前言 本文利用商业CFD分析软件ANSYS Fluent对某汽车中冷器的内流场进行CFD模拟分析，利用ANSYS Fluent软件的多孔介质模型模拟中冷器芯体扰流片的阻力特性，在保证计算精度的同时，极大限度地降低了中冷器内阻CFD分析模型的规模。在产品设计初期，

多孔介质模型在河道堤防防渗数值计算中的应用研究

文章采用多孔介质模型对河道堤防进行防渗计算。研究结果表明:多孔介质模型可综合对比不同防渗措施下的河道堤防防渗效果,防渗墙高从0.5~2.5m,其渗透率变化范围为3.94~0.30mm/s之间;随着防渗墙高度的增加,其渗透流纵向流场的分散度逐渐减弱,且向中部集中,集中度逐渐增强;随着防渗墙高度的增加,河道堤防渗透量及扬压力逐渐减小,防渗墙对于河道堤防防渗效果明显。研究结果对于河道堤防工程设计中的防渗计算提供参考价值。

单相流体在多孔介质中的流动和换热研究

本文介绍了单相流体在多孔介质内部的传热和流动过程及其研究方法 ,给出单相流体大多孔介质内部传热的数理模型 ,对模型的有效性进行了验证。同时分析了流速、孔隙率、固体颗粒的直径大小及固体骨架和流体的导热系数之比等因素对多孔介质内部传热和流动的影响 。

疏水缔合聚合物在孔隙介质中的渗流阻力模拟分析

对疏水缔合聚合物驱油机理及其在多孔介质流动中物化现象的进一步研究发现,该类聚合物渗流特征与普通高分子聚合物有较大不同。研究以收缩流道作为孔喉模型,采用渤海区块现场试验数据,使用数值计算方法,分析了缔合聚合物溶液流动阻力随流变参数和喉道直径的变化规律。并以此为理论基础,探讨其在多孔介质中的流动阻力特性,为疏水缔合聚合物驱的理论研究和现场分析提供依据。

基于玉米通风阻力试验的Ergun模型修正

为了提高玉米干燥的数值模拟的准确性,结合试验对数值模拟中选用描述玉米通风阻力的传统模型进行完善。为此,将玉米层视为多孔介质区域进行分析,从而确定选用的阻力方程为最常用的Ergun方程;因不同风速选用的湍流模型不同,试验数值与Ergun计算值出入很大,因而对Ergun方程进行修正,按区间引入影响因子,合理化修正完善传统Ergun模型,得到更适用于玉米通风阻力的数学模型。最后,结合修正后的模型分析研究玉米层厚度、给定风速及孔隙率对通风阻力的影响。

三维微观孔隙模型中流体阻力的评估

通过三维微观孔隙模型来评估碳纤维多孔介质中流体对材料结构和流体黏度的依赖性,并使用Python语言开发了一种新的多孔介质孔隙和骨架的分离方法。通过模拟发现,孔隙率对黏性阻力和惯性阻力起决定性的作用;黏度对惯性阻力的影响比对黏性阻力的影响大。

使用多孔介质方法测定堆垛中产品的局部温度

本文描述了工业窑炉中完全焙烧过程的数值模拟方法,基于有限体积法的三维模型应用于该过程。均匀性假设"多孔介质"用于简化计算域的大小和所需的计算时间,计算多孔模型体的有效性质并应用到模拟结构上。在可接受的时间内,使用该模型计算炉内和堆垛中的温度分布。模拟的数值结果与试验测量值比较有较好的吻合。

基于多孔介质模型的蓄热储能装置流场数值模拟

为解决新疆地区的电网调峰问题,提出一种蓄热储能装置。采用单孔道压降–流速曲线拟合的方式,计算蓄热砖体的黏性和惯性阻力系数,使用3×3和6×6孔道模型进行数值模拟验证,压降结果误差控制在7%,且能够有效节约计算资源和时间。根据余热锅炉设计参数,将两系数的求解延展至装置加热段,通过增加风机数、改变出口管道布置方式和加宽蓄热砖体等方法,对当前设计的加热段结构提出改进。优化后的模型内部高温滞留现象明显减弱,砖体截面平均温度提高5℃,气体出口流量分配差异率降低56.8%,装置的可靠性和稳定性显著提升。当经验公式不适用且实验条件受限时,该研究提出的方法可为多孔介质结构的数值模拟提供参考。