多尺度分形多孔介质气体有效扩散系数的数学模型

多尺度分形多孔介质气体有效扩散系数的数学模型

论文摘要

基于毛细管束假设和分形理论,建立了一种计算多孔介质中气体有效扩散系数的数学模型.利用分形几何理论,引入孔隙面积分形维数、孔道迂曲度分形维数以及孔隙连通性等参数定量表征多孔介质中真实的内部结构,构建出多孔介质、多尺度孔隙结构的分形模型,系统地研究了多孔介质中不同尺度孔隙下的气体扩散过程,推导出了分形多孔介质气体有效扩散系数模型,并分析讨论了多孔介质微结构参数对气体有效扩散系数的影响.研究结果表明,气体有效扩散系数随着平面孔隙度的增大而近似呈线性增加,孔隙面积分形维数与气体有效扩散系数呈正相关,而孔道迂曲度分形维数与气体有效扩散系数呈负相关;不同孔隙度情况下,气体有效扩散系数随着孔隙最小/最大直径比的变化趋势不同,孔隙连通性越强的多孔介质,气体有效扩散系数越大.

论文目录

  • 1 多孔介质孔隙结构特性
  •   1.1 孔隙大小分布的分形特性
  •   1.2 孔隙的连通性
  •   1.3 孔道迂曲度的分形特性
  • 2 气体有效扩散系数的数学模型
  • 3 结果与分析
  •   3.1 模型验证
  •   3.2 影响因素分析
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 牟新竹,陈振乾

    关键词: 多孔介质,分形,气体扩散,多尺度

    来源: 东南大学学报(自然科学版) 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

    专业: 力学

    单位: 东南大学能源与环境学院

    基金: 国家自然科学基金资助项目(51676037)

    分类号: O357.3

    页码: 520-526

    总页数: 7

    文件大小: 853K

    下载量: 418

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