基于有限元法的多孔介质电特性及输运特性仿真分析

发布时间：2020-04-18 15:06

【摘要】：电特性和输运特性是多孔介质的两类基本属性,而且非常重要,因其广泛应用于地球物理测绘、遥感、石油勘探、医学、材料科学和无损检测等各个学科行业。本论文在充分研究相关理论知识的基础上,基于有限元法,设计构建了一系列分析多孔介质电特性和输运特性的数值模型。在本文中,对于电特性的研究,依据有效介质理论,构建了基于几何结构的两组分混合相模型。运用电磁波激励和周期边界条件,仿真求解出各模型的有效介电常数,并将仿真结果与几个混合定理解析公式求出的有效介电常数进行对比分析,总结得出了有效介电常数在不同孔隙尺度、不同球形孔隙的孔隙度、不同孔隙形状、不同孔隙间距、两种混合尺度、孔隙位置随机以及尺度不同且分布随机等7种几何结构条件下的变化规律。同时,对于输运特性的研究,本论文的出发点是电学迂曲率与液压迂曲率之间的定量关系尚不清楚。运用层流物理场和电流物理场,仿真求解得出电流密度流线和速度流线,分别通过流线长和矢量平均求得各迂曲率。在计算求得各迂曲率后,验证了Duda提出的矢量平均方法的有效性。而后对通过计算流线长求得的迂曲率进行拟合,分别得出了仿真结果与对数函数模型、幂定律模型和基于经验公式阿尔奇定律模型拟合的一致性和差异性。最后,验证了最适合本论文所构建模型迂曲率公式的有效性,并修正了四个迂曲率公式。
【图文】：

波动方程,灰色,基质,蓝色

ultiphysics 计算混合相有效介电常数sics 是一款大型的多物理场数值仿真软件。算，模拟科学和工程领域的各种物理过程。sics 是以有限元法（Finite Element Method）微分方程组（多场）来实现真实物理现象的[31]。介电常数使用了其中的射频（Radio Frequenc域内求解电磁问题，是处理瞬态、时谐和特hysics 仿真中，计算有效介电常数的模型是一示的图样，该模型孔隙度为 10%，，在连通的灰色为基质。具体的模型将在本论文第四章

连续性,端口,数值仿真,边界条件

图 3.3 波端口激励期边界条件，类型为连续性，如图 3.4，方程 dst= src dst= src图 3.4 周期边界条件，模型中边界网格使用自由剖分三角形网格 3.5 所示：
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O357.3

【参考文献】