• 全国中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊
  • 美国工程索引(EI)收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

多孔介质中溶质有效扩散系数预测的分形模型

刘建国 王洪涛 聂永丰

刘建国, 王洪涛, 聂永丰. 多孔介质中溶质有效扩散系数预测的分形模型[J]. 水科学进展, 2004, 15(4): 458-462.
引用本文: 刘建国, 王洪涛, 聂永丰. 多孔介质中溶质有效扩散系数预测的分形模型[J]. 水科学进展, 2004, 15(4): 458-462.
LIU Jian-guo, WANG Hong-tao, NIE Yong-feng. Fractal model for predicting effective diffusion coefficient of solute in porous media[J]. Advances in Water Science, 2004, 15(4): 458-462.
Citation: LIU Jian-guo, WANG Hong-tao, NIE Yong-feng. Fractal model for predicting effective diffusion coefficient of solute in porous media[J]. Advances in Water Science, 2004, 15(4): 458-462.

多孔介质中溶质有效扩散系数预测的分形模型

基金项目: 清华大学"985"资助项目
详细信息
    作者简介:

    刘建国(1972- ),男,甘肃古浪人,清华大学讲师,博士,主要从事固体废物处理处置与资源化、土壤与地下水污染控制等研究.E-mail:jgliu@tsinghua.edu.cn

  • 中图分类号: X705;TU411.4

Fractal model for predicting effective diffusion coefficient of solute in porous media

  • 摘要: 依据分形理论和方法,探索溶质在多孔介质中的有效扩散系数的替代预测方法。在多孔介质溶质扩散的弯曲毛细管束模型的基础上,以分形维数作为介质的基本几何特性参数,建立了多孔介质中溶质扩散的分形毛细管束模型,推导出了溶质有效扩散系数与介质孔隙度之间的幂定律关系式,幂指数是介质孔隙分维和表面分维的函数,反映了介质孔隙体积的层次分布与孔隙通道曲折程度对扩散的影响。对粘性土的分形维数测定数据和有效扩散系数试验测定数据的分析表明,利用该关系式预测多孔介质中溶质的有效扩散系数是较为准确可靠的。
  • [1] Gimenez D,Perfect E,Rawls W J,et al.Fractal models for predicting soil hydraulic properties: a review[J].Engineering Geology,1997,48: 161-183.
    [2] Epstein N.On tortuosity and the tortuosity factor in flow and diffusion through porous media[J].Chem Eng Sci,1989,44(3): 777-779.
    [3] Grathwohl P.Diffusion in Natural Porous Media: Contaminant Transport,Sorption/Desorption,and Dissolution Kinetics[M].Boston: Kluwer Academic Publishers,1997.
    [4] Katz A J,Thompson A H.Fractal sandstone pores: implication for conductivity and pore formation[J].Phys Rev Lett,1985,54(12): 1 325-1 328.
    [5] Krohn C E,Thompson A H.Fractal sandstone pores: automated measurements using scaning-electron-microscope images[J].Phys Rev B,1986,33(9): 6 366-6 374.
    [6] Gimenez D,Allmaras R R,Huggins D R,et al.Prediction of the saturated hydraulic conductivity-porosity dependence using fractals[J].Soil Sci Soc Am J,1997b,61: 1 285-1 292.
    [7] Kravchenko A,Zhang R.Estimating the soil water retention from particle-size distribution: a fractal approach[J].Soil Sci,1998,163(3): 171-179.
    [8] Neimark A.A new approach to the determination of the surface fractal dimension of porous solid[J].Physica A,1992,191:258-262.
    [9] Sokolowska Z,Sokolowski S.Influence of humic acid on surface fractal dimension of kaolin: analysis of mercury porosimetry and water vapour adsorption data[J].Geoderma,1999,88: 233-249.
    [10] Anderson A N,McBratney A B,FitzPatrick E A.Soil mass,surface and spectral fractal dimensions estimated from thin section photographs[J].Soil Sci Soc Am J,1996,60: 962-969.
    [11] Bartoli F,Philippy R,Doirisse M,et al.Structure and self-similarity in silty and sandy soils: The fractal approach[J].J Soil Sci,1991,42:167-185.
    [12] Sokolowska Z.On the role of energetic and geometric heterogeneity in sorption of water vapor by soils: application of a fractal approach[J].Geoderma,1989,45: 251-265.
    [13] Borkovec M,Wu Q,Degovics G,et al.Surface area and size distribution of soil particles[J].Colloid Surf A: Physicochem Eng Aspects,1993,73: 65-76.
    [14] Young I M,Crawford J W.The fractal structure of soil aggregates: its measurement and interpretation[J].J Soil Sci,1991,42: 187-192.
    [15] Bartoli F,Philippy R,Burtin G.Influence of organic matter on aggragation in Oxisols rich gibbsite or in geothite.I,Structure: the fractal approach[J].Geoderma,1992,56: 67-85.
    [16] Avnir D,Farin D,Pfeifei P.Molecular fractal surfaces[J].Nature,1984,308: 261-263.
    [17] Johnson R L,Cherry J R,Pankow J F.Diffusive contaminant transport in natural clays: a field example and implications for clay-lined waste disposal sites[J].Environ Sci Tech,1989,23: 340-349.
    [18] 刘建国.多孔介质水分运动与污染物迁移的分形几何研究[D].北京:清华大学,2001.
  • [1] 樊靖郁, 陈春燕, 赵亮, 王岱峰, 王道增.  床面粗糙度和底床渗透率对泥-水界面物质交换特性的影响 . 水科学进展, 2020, 31(2): 232-239. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.009
    [2] 范念念, 聂锐华, 杨克君, 刘兴年, 陈日东.  基于单颗粒受力的均匀推移质颗粒对流和扩散特征 . 水科学进展, 2016, 27(2): 249-255. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.010
    [3] 窦 智, 周志芳, 李兆峰.  多孔介质油水两相k~s~p关系数学模型的实验研究 . 水科学进展, 2012, 23(2): 206-213. doi: CNKI: 32.1309.P.20120224.2003.018
    [4] 李娜, 任理.  连续时间随机游动理论模拟多孔介质中溶质运移的研究进展 . 水科学进展, 2012, 23(6): 881-886. doi: CNKI: 32.1309.P.20121101.1755.002
    [5] 陈家军, 尚光旭, 杨官光, 田亮.  多孔介质水油两相系统相对渗透率与饱和度关系试验研究 . 水科学进展, 2009, 20(2): 261-268.
    [6] 金光球, 李凌.  河流中潜流交换研究进展 . 水科学进展, 2008, 19(2): 285-293.
    [7] 王康, 张仁铎, 周祖昊.  多孔介质中非均匀流动模式信息特性聚类分析 . 水科学进展, 2008, 19(5): 714-721.
    [8] 陆乐, 吴吉春, 王晶晶.  多尺度非均质多孔介质中溶质运移的蒙特卡罗模拟 . 水科学进展, 2008, 19(3): 333-338.
    [9] 王康, 张仁铎, 缴锡云.  多孔介质中非均匀流动特性的染色示踪试验研究 . 水科学进展, 2007, 18(5): 662-667.
    [10] 支银芳, 陈家军, 杨周喜, 郑冰, 杨官光.  多孔介质两相系统毛细压力与饱和度关系试验研究 . 水科学进展, 2007, 18(2): 151-157.
    [11] 谢先红, 崔远来, 蔡学良.  灌区塘堰分布分形描述 . 水科学进展, 2007, 18(6): 858-863.
    [12] 刘建国, 王洪涛, 聂永丰.  多孔介质非饱和导水率预测的分形模型 . 水科学进展, 2004, 15(3): 269-275.
    [13] 黄冠华, ZHAN Hong-bin, 叶自桐.  水力传导度空间变异性的分形模拟研究进展 . 水科学进展, 2003, 14(2): 236-241.
    [14] 刘建立, 徐绍辉, 刘慧, 郭飞.  确定田间土壤水力传导率的分形方法 . 水科学进展, 2003, 14(4): 464-470.
    [15] 刘晓丽, 梁冰, 薛强.  多孔介质渗透率的分形描述 . 水科学进展, 2003, 14(6): 769-773.
    [16] 汪富泉, 曹叔尤, 丁晶.  河流网络的分形与自组织及其物理机制 . 水科学进展, 2002, 13(3): 368-376.
    [17] 王锦国, 周志芳.  裂隙岩体地下水溶质运移的尺度问题 . 水科学进展, 2002, 13(2): 239-245.
    [18] 王超, 顾斌杰.  非饱和土壤溶质迁移转化模型参数优化估算 . 水科学进展, 2002, 13(2): 184-190.
    [19] 刘建国, 聂永丰.  非饱和土壤水力参数预测的分形模型 . 水科学进展, 2001, 12(1): 99-106.
    [20] 汤一波, 金忠青.  脉动压力的紊流分形特征 . 水科学进展, 1998, 9(4): 361-366.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  13
  • HTML全文浏览量:  6
  • PDF下载量:  866
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2003-04-02
  • 修回日期:  2003-07-20
  • 刊出日期:  2004-07-25

多孔介质中溶质有效扩散系数预测的分形模型

    基金项目:  清华大学"985"资助项目
    作者简介:

    刘建国(1972- ),男,甘肃古浪人,清华大学讲师,博士,主要从事固体废物处理处置与资源化、土壤与地下水污染控制等研究.E-mail:jgliu@tsinghua.edu.cn

  • 中图分类号: X705;TU411.4

摘要: 依据分形理论和方法,探索溶质在多孔介质中的有效扩散系数的替代预测方法。在多孔介质溶质扩散的弯曲毛细管束模型的基础上,以分形维数作为介质的基本几何特性参数,建立了多孔介质中溶质扩散的分形毛细管束模型,推导出了溶质有效扩散系数与介质孔隙度之间的幂定律关系式,幂指数是介质孔隙分维和表面分维的函数,反映了介质孔隙体积的层次分布与孔隙通道曲折程度对扩散的影响。对粘性土的分形维数测定数据和有效扩散系数试验测定数据的分析表明,利用该关系式预测多孔介质中溶质的有效扩散系数是较为准确可靠的。

English Abstract

刘建国, 王洪涛, 聂永丰. 多孔介质中溶质有效扩散系数预测的分形模型[J]. 水科学进展, 2004, 15(4): 458-462.
引用本文: 刘建国, 王洪涛, 聂永丰. 多孔介质中溶质有效扩散系数预测的分形模型[J]. 水科学进展, 2004, 15(4): 458-462.
LIU Jian-guo, WANG Hong-tao, NIE Yong-feng. Fractal model for predicting effective diffusion coefficient of solute in porous media[J]. Advances in Water Science, 2004, 15(4): 458-462.
Citation: LIU Jian-guo, WANG Hong-tao, NIE Yong-feng. Fractal model for predicting effective diffusion coefficient of solute in porous media[J]. Advances in Water Science, 2004, 15(4): 458-462.
参考文献 (18)

目录

    /

    返回文章
    返回