应用非局部理论研究多孔介质中的多尺度传递问题

发布时间:2021-01-01 22:50
  众所周知多孔介质在工业材料、生物体内和自然界中普遍分布。研究多孔介质中的多尺度传递问题有利于工业、生命科学以及基础设施建设等多个领域的发展。按多孔介质中传递的尺度划分,多孔介质传递一般是孔隙尺度、表征单元体积尺度以及宏观尺度的多尺度传递问题。研究直接和工程技术问题相关的宏观尺度的多孔介质传递问题是基于对表征单元体积尺度的传递的理解,而孔隙尺度的传递规律是研究表征单元体积尺度传递的基础,因此多孔介质的质量、能量和动量的输运是一个典型的多尺度传递问题。本文应用非局部弹性理论深入探索了多孔介质中的多尺度传递问题。非局部理论最早起源于固体力学领域,非局部理论研究了物体在某一质点的状态受物体其他质点状态影响的物理问题,一般情况下与该质点距离越长的质点的状态对该质点的影响越弱。非局部理论在最近几十年飞速发展,已经在众多学科中得以推广。近年来非局部理论也推广到多孔介质传递领域中,形成了较为完善的理论来描述能量、动量和质量在多孔介质内的传输机理。受到非局部弹性理论的启发,我们建立了非局部效应影响下的多尺度多孔介质传递模型。关于表征单元体积尺度下的多孔介质传递问题,我们提出了考虑非局部效应的非稳态可压缩... 

【文章来源】:山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【部分图文】:

应用非局部理论研究多孔介质中的多尺度传递问题


图2-1非达西多孔介质图示??下面将介绍/(X',X)的几类特殊情况

局部性,多孔介质,导数,简化模型


?山东大学硕士学位论文???f{x',x)?=?kD8\x'?-x)??(2-22)??+?krlS^Cx'.xJ?-?Svix'lX2)}{5(x'?-?xx)?-?5{x'?-?x2)}??系数/cD和/^分别是达西渗透率和导管内的流阻。??将方程(2-22)带入到方程(2-7),可得体积流量<?(;〇,其表达式为:??fkT{pCx2)?-?pC^j)}?x1-ii<x<x1+n??q(x)?=?-kD?-p?+???fcr(p(^i)? ̄?Pix2)}?x2-v<x<x2+v?(2-23)??0?其他情况??i??图2-2具有局部和非局部效应的一维多孔介质的简化模型??4.幂律非局部性:分数阶导数??如果/〇',x)?=?fc(x—;c')41—1,方程(2-7)可以化为:??(?〇)?=?fcr⑷啤?+?:^]{p〇’)-?p〇)}?(2-24)??其中黎曼-刘维尔算子和魏尔算子(GorenfloandMainardil998)分别被定义??为:??^xdM?=?J?{x'?-?x)a_1?g(x')dx?(2-25)??21??

粘土,示例,颗粒,多孔介质


?山东大学硕士学位论文???2.2.6局部情况下/(x))的确定??假设有一个xe?[a,6]的平板状多孔介质,压力驱动下流体通过该平板的??内部孔隙。假设该多孔介质是局部的,则通过方程(2-17)和(2-19),流量公式??可写为??q?=?fc?j?expj ̄( ̄T ̄)?|^P(x,)_pW}dx,?(2-28)??对于不可压缩的流体,(?在整个多孔介质中是不变化的,并且还可以假??定/c是一个常数。该方程的离散形式是:??2(x'?-?x)l?fx'?-x\r??^?=?k2_,?一 ̄L?exp?L ̄j?[p(x,)?-?P(x)]Ax?(2-29)??/=1?c?L\??如2.2.5节中所述,通过多次实验???便可以得出大量??的关于未知数^:和!^的代数方程式,方程式中的未知数可以求解得出。??2.2.7简单流动的叠加??r^n??1?r??图2?-?4多孔板示例图??如图2-4所示,假设有这样一个多孔板,它由颗粒极细的粘土组成,并??且内嵌有n个己知位置的管。颗粒极细的粘土可以被认为是达西介质,其对??流动的影响为/〇(,;〇,?/0(y,x)的大小由方程(2-10)给出。每个内嵌管子对流??23??

【参考文献】:
期刊论文
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硕士论文
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本文编号:2952133

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