在未被干扰的土壤中模拟两相透,基于格子博尔兹曼法和X射线计算机断层图像
Zhenliang Jiang1,2, Yiqian Lin3, Xian Chen2
1Department of Civil and Environmental Engineering, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Hong Kong 999077, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 13, 2024
概括
在花岩残留土壤中模拟水气流,发现孔隙结构和墙壁的湿透性显著影响透. 疏水性条件增强了流动,而孔隙复杂性影响了速度.
科学领域:
- 地质技术工程 地质技术工程
- 孔隙介质物理 孔隙介质物理
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 在未被干扰的花岩残留土壤 (U-GRS) 中的两相透由于受孔结构模型的有限而不明确.
- 精确的模拟需要详细的内部孔状几何学和流体相互作用分析.
研究的目的:
- 为了研究U-GRS孔状特征对水气双相透流量的影响.
- 分析孔隙结构和墙壁湿度对漏行为和流体分布的影响.
主要方法:
- 使用X射线计算机断层扫描 (CT) 来捕捉U-GRS孔隙结构.
- 采用格子博尔茨曼法 (LBM) 与Shan-Chen模型进行两相流动模拟.
- 分析了不同条件下的流体流动模式,相位体积分数和速度.
主要成果:
- 流体透有利于更大,更直的通道;水/气体体积分数在初始变化后稳定.
- 透速度取决于孔隙和孔隙结构的复杂性;残留气体在孔隙边缘发现.
- 疏水壁加速流动并增加水分 (高达96.40%),而疏水壁保留了更多的剩余气体.
结论:
- 孔隙结构特征,包括分布和连接性,对于U-GRS中的两相流量分析至关重要.
- 墙壁的湿透性显著影响流体运动,疏水性增强流速和水和度.
- X射线CT和LBM提供了一个强大的框架,用于理解多孔介质中复杂的透现象.
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