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[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
袁越锦 杨彬彬 焦阳 刘相东
为验证笔者建立的自然多孔介质干燥分形孔道网络模型(袁越锦,杨彬彬,焦阳,等.多孔介质干燥过程分形孔道网络模型与模拟:I.模型建立.中国农业大学学报,2007,12(3):65-69)的正确性,采用新鲜土豆切片进行热风对流干燥试验,并对干燥过程进行数值模拟。结果表明:分形孔道网络模型模拟得到的多孔介质内部温度、水分含量的分布与响应较规则孔道网络模型的更接近试验结果;分形孔道网络模型能合理地解释目前常用干燥理论所不能解释的湿斑和不规则干燥前沿等现象;多孔介质的喉径分布对干燥有显著影响,喉径分布不均匀程度越高,干燥时间越长;孔隙分形维数的大小与干燥时间无确定性关系。孔道网络模型考虑了多孔介质孔道细观...
关键词：
多孔介质 干燥 模拟 孔道网络 分形
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
袁越锦 杨彬彬 焦阳 刘相东
目前孔道网络干燥理论中普遍以“人造多孔介质”为孔道网络模拟的研究目标,尚未涉及实际多孔体的应用问题。以农副产品中常见孔隙直径范围(10-7~10-4m)的自然多孔介质为研究对象,运用分形几何学、多孔介质渗流物理和传递过程原理,建立了描述多孔介质干燥过程热质传递的分形孔道网络模型和规则孔道网络模型。模型中考虑了多孔介质孔隙内的液相流动、汽相扩散、温度梯度以及孔道微细结构特征等诸多因素对干燥过程热质传递特性的影响。为了更准确地契合自然多孔介质的孔道网络拓扑结构,应用分形孔道网络替代了通常采用的规则孔道网络。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张兴昊 林丹彤 胡黎明
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.
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
王世芳 吴涛 夏坤
基于分形理论与技术,该文研究了牛顿流体在多孔介质中球向渗流问题,提出了牛顿流体球向渗流渗透率模型,分析了多孔介质的微结构参数对球向渗透率的影响.研究结果表明,球向渗透率随孔隙面积分形维数和孔隙度的增加而增加,随迂曲度分形维数和径向距离r的增加而减小;本模型预期结果与Chang和Yortsos的模型相比较吻合较好,证实了球向渗透率分形模型的正确性.
[期刊] 中国水产科学
[作者]
张硕 张世东 胡夫祥 初文华 黄成裕 刘斐凡 张秋驰
为了对4种不同开口大小的六边形开口方形人工鱼礁在4种迎流角度下数值模拟和水槽模型试验的阻力系数进行对比验证，分别利用水槽模型和数值模拟试验方法对4种不同开口比(γ_(ty) =0.0625, 0.14, 0.25, 0.39)六边形开口方形人工鱼礁在4种迎流角度(θ = 0°, 15°, 30°, 45°)状态下的阻力进行测定，并计算两种方法的阻力系数。结果表明: 1) 在数值模拟和水槽模型试验中，人工鱼礁模型阻力均随着开口比的增大而减小；礁体迎流角度的变化可改变礁体阻力，且在4种迎流角度下，人工鱼礁阻力在θ = 30°时最大。2) 人工鱼礁数值模拟与水槽模型试验中，当θ =15°、30°、45°时，阻力系数均随着开口比的增加而增加，具有明显的线性关系，且阻力系数在迎流角度θ = 30°时最大。3) 数值模拟与模型试验阻力的相对误差在0.12%～17.18%，平均误差7.43%；礁体阻力系数的相对误差在0.03%～14.64%,平均误差5.26%。阻力及阻力系数误差均在20%以下。水槽模型试验与数值模拟阻力和阻力系数相关系数R分别为0.99和0.80，P<0.001，具有极强的相关性。因此，利用数值模拟精细化研究人工鱼礁水动力性能是可行的。
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
王世芳 夏坤
基于分形理论及广义达西定律研究了非牛顿流体Bingham流体在各向同性多孔介质中球向渗流问题,推导了Bingham流体球向渗透率和启动压力梯度的解析表达式.研究结果表明球向渗透率随径向距离和迂曲度分形维数的增大而减小,随孔隙率的增大而增大;启动压力梯度随径向距离、屈服应力和迂曲度分形维数的增大而增大,同时也随毛细管最大直径的增大而减小.
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
王佳浩 刘莉莉 蔡新晨 陈佳滢 杨意馨 姜书侠
采用计算流体动力学(CFD)技术,研究了不同布设间距下,多孔方型人工鱼礁周围水流运动的规律,旨在为深入研究人工鱼礁的集鱼原理和海洋牧场建设中人工鱼礁的投放和布设提供更多参考。本研究采用了4种布设间距,分别为0.5、1、1.5和2倍鱼礁高度,基于计算机数值模拟技术,模拟了速度为0.8m/s的水流流经2个礁体的过程,分别观察鱼礁周围水流运动情况。结果显示,多孔方型人工鱼礁内部和周围存在缓流区、背涡流区、上升流区、死水区等有显著特征的区域;多孔方型人工鱼礁上升流的最大速度与来流速度的比值约为0.95倍;多孔方型人工鱼礁周围上升流最大抬升高度与鱼礁高度之比约为2.1;多孔方型人工鱼礁的结构在一定程度上为鱼礁周围的流态多样性提供了较有利的作用;多孔方型人工鱼礁的布设间距对2个鱼礁单体间的旋涡数量和旋涡方向有较大影响,也对涡量大小和涡量分布范围产生影响。研究表明,在一定范围内,布设间距越大,涡量越大,分布范围越广,但超过一定范围后,涡量不再增大,分布范围也不再扩大;多孔方型人工鱼礁的布设间距越大,背涡流在X方向和Y方向的影响面积越大。研究结果清晰地展现了不同布设间距下的人工鱼礁的流场效应,对在特定条件下进行人工鱼礁投放和布设具有重要意义。
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
胡庆松 谭赓灏 李俊 陈雷雷 张丽珍
礁体沉降作为人工鱼礁投放后普遍产生的现象，对人工鱼礁周围流场会产生影响。为研究多孔方型人工鱼礁不同沉降情况下流场效应的变化，采用计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)技术，利用Fluent软件模拟在固定来流流速为0.8 m/s时，5种不同沉降程度下单体鱼礁周围的流场情况。结果显示：与无沉降时(初始状态)相比，在沉降程度为20%时，上升流最大高度降低约1.0 m,最大上升流流速增大约0.015 m/s,侧向流速增大区域(大于来流速度)扩大至1.5倍左右，同时礁体背流面透水区域增大，背涡流区域沿水流方向移动约2 m,礁体周围流场情况一定程度上变得更加复杂；在沉降程度为40%时，上升流流速最大值与初始状态相比减少约为0.010 m/s,侧向流增大区域基本一致，此时礁体背流面透水区变化较大，有形成一个逆时针涡旋的趋势；当沉降程度达到60%时，礁体周围流场效应开始明显下降，上升流最大高度相较于初始状态降低约3.2 m,上升流最大流速降低约0.600 m/s,侧向流速增大区域与壁面间距缩短约0.4 m,背涡流区域有消失的迹象；在沉降程度达到80%时，礁体流场效应基本丧失。研究表明，对于多孔方型人工鱼礁，在沉降程度40%以内，人工鱼礁仍然能够发挥着较好的流场效应；礁体在沉降程度达到60%时，礁体周围流场复杂程度相较于初始状态有明显损失，之后随着沉降深度增加，礁体流场效应逐渐消失。
关键词：
沉降 人工鱼礁 上升流 背涡区 数值模拟
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
吴涛 李港
本文基于分形理论与技术和广义Darcy定律，考虑孔隙毛细管与裂缝间的窜流效应，提出了幂律流体在裂缝-孔隙双重介质中的有效渗透率分形模型。研究结果表明：幂律流体在裂缝-孔隙双重介质中的有效渗透率不仅与幂律流体特性有关，而且还与裂缝-孔隙双重介质微结构参数、沿基质与裂缝压强差之比有关，同时进一步分析了这些参数对幂律流体有效渗透率的影响。
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
夏永麒 郑胜 杨珊珊 易爽
由于天然多孔介质表面均为粗糙的且其微结构满足分形标度律，该文采用分形几何理论，给出了粗糙壁面的树状分叉网络多孔介质的有效热导率的分布函数，探讨了粗糙树状分叉网络多孔介质有效热导率与多孔介质结构参数之间的定量关系.并将理论结果与实验数据进行了对比，验证了该模型的有效性.
关键词：
粗糙 树状分叉网络 分形几何 有效热导率
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张展博 李胜强
液体晃动是一种常见的现象,可能造成飞行器失稳、箱体结构损坏、液面监测困难等危害。因此对液体晃动的抑制受到了广泛深入的研究,其中最常用的方法就是在箱体内部布置挡板。基于Darcy定律的多孔介质模型为模拟多孔挡板提供了简单易行的方法,该文在对比实验结果验证数值模拟方法可靠性的基础上,研究了低频大幅晃动条件下水平多孔挡板不同浸没深度对液面晃动的影响,发现了波峰和波谷变化的规律以及在特殊情况下挡板导致波峰高度增加的现象,并对其机理进行了简要分析。挡板的阻碍对液面造成了扰动,导致液面围绕无挡板情况下的液面位置振荡运动,在特定情况下可能会出现更高的波峰,使得液面晃动看起来更加剧烈。
[期刊] 统计与决策
[作者]
邸娜 卢志义
为帮助精算师在不同的数据环境下选择最优的准备金评估方法,美国非寿险精算师协会组织开发了一个产生模拟索赔数据的开源软件系统——损失模拟模型,然而损失模拟模型是否能够按指定参数要求产生模拟数据需要进行检验。文章采用不同的参数估计方法和拟合优度检验方法对模拟索赔次数的分布、索赔额的趋势以及不同险种索赔次数之间的相关结构进行了统计检验,结果表明损失模拟模型对索赔次数的分布、索赔额的趋势能够产生一致的模拟,而对索赔次数数据之间相关结构的模拟存在不稳定性。
[期刊] 统计与决策
[作者]
邸娜 卢志义
为帮助精算师在不同的数据环境下选择最优的准备金评估方法,美国非寿险精算师协会组织开发了一个产生模拟索赔数据的开源软件系统——损失模拟模型,然而损失模拟模型是否能够按指定参数要求产生模拟数据需要进行检验。文章采用不同的参数估计方法和拟合优度检验方法对模拟索赔次数的分布、索赔额的趋势以及不同险种索赔次数之间的相关结构进行了统计检验,结果表明损失模拟模型对索赔次数的分布、索赔额的趋势能够产生一致的模拟,而对索赔次数数据之间相关结构的模拟存在不稳定性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张琳 陈思航 冯竞慧 李明伦
电渗现象是在外加电场下，电解质溶液通过带电多孔介质或毛细管时的液体运动。电渗现象提供了一种高效、可控的液体输运方式，广泛应用于微流控、生物医学检测、化学分析、土壤修复和水处理领域，尤其是高通量基因测序。电渗现象受电场强度、液体黏度、电导率和介质孔隙结构影响，系统研究纳米限域内电渗流的物理性质对优化其应用非常重要。由于纳米级研究的挑战，实验上测量电渗流性质较为困难，理论和数值模拟成为研究电渗现象的有效方法。该研究通过数值模拟探究了蛋白质纳米孔内电渗流（EOF）的物理性质，尤其是在不同电场强度和溶液盐浓度条件下的行为。采用Poisson-Nernst-Planck和Navier-Stokes 方程组耦合模型，结合有限元方法，详细分析了电解质溶液中离子的分布和流体流动。研究发现，电渗流速度和电场强度的分布在纳米孔中极不均匀，且受到外加电势和溶液盐浓度的显著影响。在高盐浓度环境下，电渗流速度显著增加，尤其是在孔的中心区域。此外，电场强度的梯度显著影响了电渗流速度的分布，揭示了通过调控电场控制电渗流的可能性。该研究为深入理解纳米孔内的电动特性提供了视角，并指出了其在分子分离和生物医学检测中的应用潜力。
关键词：
电渗 纳米孔 数值模拟
[期刊] 林业科学
[作者]
王海珍 韩路 徐雅丽 牛建龙 于军
［目的］构建适用于极端干旱荒漠区灰胡杨叶片气孔导度对环境因子响应的数学模型，为准确定量探讨灰胡杨叶片气孔调节和构建干旱荒漠区的水碳循环耦合机制模型奠定基础。［方法］以塔里木河流域荒漠河岸林建群种灰胡杨为研究对象，利用ＬＩ－６４００光合测定仪于２０１２年７—９月、２０１３年６—９月测定灰胡杨叶片气体交换参数与环境因子的日变化，利用逐步回归方法分析灰胡杨叶片气孔导度（Ｇ＿ｓ）对环境因子的响应，并应用国际上２类构建机制不同的代表性气孔导度模型对其气孔导度变化进行模拟及验证比较。［结果］不同年份生长季各月灰胡杨叶片Ｇ＿ｓ的日变化均呈单峰曲线，峰值大小、出现时间与变幅不同，其中以９月峰值出现时间最早，日．．．
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