清华大学学报(自然科学版)

作者：张兴昊, 林丹彤, 胡黎明

单位：清华大学 水利水电工程系, 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084

关键词：污染物运移,水动力弥散,分子扩散,多孔介质,等效孔隙网络模型

基金：胡黎明, 教授,

等效孔隙网络模型基于统计参数描述多孔介质中复杂的孔隙结构, 常用于分析多孔介质中渗流和机械弥散等物质运移过程的微观机理, 但对溶质运移过程中分子扩散作用的研究相对较少。该文基于等效孔隙网络模型研究了多孔介质中溶质的对流、分子扩散和机械弥散过程, 对多孔介质中溶质的运移规律进行研究。通过对等效孔隙网络模型参数进行敏感性分析, 研究了多孔介质孔隙结构特征对有效扩散系数的影响; 通过对比仅考虑机械弥散与同时考虑分子扩散和机械弥散的计算结果, 讨论了分子扩散对于水动力弥散过程的影响。计算结果表明：有效扩散系数受到孔隙体积与孔喉扩散能力的共同影响, 与孔喉曲率负相关, 与配位数和连接数比值正相关; 分子扩散作用与对流导致的机械弥散过程有耦合作用, 分子扩散作用加速了溶质在低流速区域的运移。该文揭示了分子扩散作用影响水动力弥散过程的微观机理, 为孔隙网络模型中的溶质运移通量计算提供了理论依据。

来源：2022年第12期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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