基于二维渗流方程的微纳孔隙材料渗透率反演求解

设计了一套测量微纳孔隙材料渗透率的瞬态实验装置,以具有微纳孔隙结构的气凝胶为研究对象,基于一维达西定律构建了瞬态渗透率测量的一维求解模型。考虑到实际渗透过程为二维,通过二维等温渗流方程,应用实验得到的瞬态数据,引入遗传算法构建二维反演辨识模型求解出材料的渗透率,并与一维模型得到的结果进行对比、分析。对所提出的反演辨识方法进行了可行性及有效性验证。结果表明,基于遗传算法反演求解二维渗流方程具有可行性,且具有较高的辨识精度,这为微纳孔隙材料渗透率的测量和反演辨识提供了一种新思路。

微纳孔隙材料渗透率的瞬态实验研究

介绍了一种自行设计的微纳孔隙材料的气体渗透过程瞬态实验测量装置,提出了一种测量微纳孔隙材料渗透率的方法,基于达西定律导出了材料渗透率的计算公式。以某种具有微纳孔隙的二氧化硅气凝胶材料为对象,进行了气体渗透过程瞬态实验测量,获得了渗透实验腔内的气体压力变化曲线。并以实验测量数据为依据,考虑滑动渗透效应对测量结果进行Klinkenberg修正,进一步得到了该材料的固有渗透率。结果表明,该实验装置能够实现低渗透性微纳孔隙材料的渗透率测量,所测二氧化硅气凝胶材料样品的渗透率为(4.1±0.1)×10^(-16)m^2。该实验结果为该类材料的热质扩散性能分析提供了基础物性数据。