為研究裂隙多孔介質(zhì)中的對(duì)流擴(kuò)散現(xiàn)象,采用光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)(SPH)方法從孔隙尺度下模擬了裂隙中孔隙水的流動(dòng)過(guò)程,仿真實(shí)現(xiàn)了考慮裂隙時(shí)溶質(zhì)穿透多孔介質(zhì)的真實(shí)運(yùn)移過(guò)程,并提出一種簡(jiǎn)化處理的兩流區(qū)模型對(duì)穿透過(guò)程加以描述.計(jì)算中首先采用SPH方法求解納維斯托克斯方程,建立能考慮復(fù)雜多孔顆粒邊界的二維流場(chǎng)模型,并基于此模型進(jìn)行了溶質(zhì)穿透三種不同裂隙寬度的多孔介質(zhì)的仿真實(shí)驗(yàn).隨著介質(zhì)中裂隙寬度增大,裂隙區(qū)域流速與基質(zhì)區(qū)域流速差增大,穿透曲線(xiàn)中早期穿透和拖尾現(xiàn)象越明顯;采用兩流區(qū)模型能夠描述這一現(xiàn)象,但一般化的模型難以得到精確解,因此提出一種簡(jiǎn)化處理辦法,并給出了該簡(jiǎn)化模型的解析解.結(jié)果表明,該簡(jiǎn)化模型能夠很好地描述裂隙多孔介質(zhì)中溶質(zhì)的運(yùn)移規(guī)律,并可反演得到裂隙流中對(duì)流擴(kuò)散的相關(guān)參數(shù).

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圖2裂隙多孔介質(zhì)水平流速分布Fig．2Horizontalvelocityofthefracturedporousmedia0%%%%%%0.1%%%%0.2%%%%%0.30ux/(m·s-1-0.07%-0.01%0.05%0.10%%0.16%%0.21%%0.27)

體粒子周期邊界基質(zhì)固體粒子速度控制區(qū)域流入圖1裂隙多孔介質(zhì)流場(chǎng)物理模型Fig．1Physicalmodelofthefracturedporousmediaflowfield計(jì)算參數(shù)設(shè)定為:注入速度u=0．04m/s，初始粒子間距Δx=0．0002m，多孔介質(zhì)區(qū)域?yàn)檎叫�，長(zhǎng)度為....

圖4穿透曲線(xiàn)及其擬合曲線(xiàn)Fig．4Penetrationcurvesandthecorrespondingfittingcurves0%%%%%%%%%%%%0.5%%%%%%%%1.0%%%%%%%%1.5%%%%%%%2.0%%%%%%%%2.5%%%%%%%%3.0pv

3．2穿透曲線(xiàn)圖4反映了多孔介質(zhì)A、B、C在L位置處出流液的無(wú)量綱濃度隨時(shí)間的演化過(guò)程(穿透曲線(xiàn))．可見(jiàn)在含裂隙的多孔介質(zhì)中，注入溶質(zhì)后不久穿透曲線(xiàn)即會(huì)出現(xiàn)陡增段，且裂隙寬度越大，陡增段越長(zhǎng)，早期穿透略有提前，后期穿透則更為平緩．相應(yīng)的物理過(guò)程為:大量溶質(zhì)隨著優(yōu)勢(shì)流快速穿透多孔介....

本文編號(hào)：3918136