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基于Micro-PIV和LBM的土壤孔隙网络中流体速度分布表征
被引量：
2
1
作者
周东宝
张淑君
+4 位作者
郭观林
王梅
张朝
王积才
杨懿
《环境科学研究》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第5期728-736,共9页
土壤孔隙结构复杂多变,揭示其内部流场特性对于描述和预测土壤中水分传输、溶质迁移等现象至关重要.基于规则性的土壤孔隙网络模型,采用Micro-PIV(Micro-scale Particle Image Velocimetry,显微粒子成像测速系统)技术分析不同雷诺数下...
土壤孔隙结构复杂多变,揭示其内部流场特性对于描述和预测土壤中水分传输、溶质迁移等现象至关重要.基于规则性的土壤孔隙网络模型,采用Micro-PIV(Micro-scale Particle Image Velocimetry,显微粒子成像测速系统)技术分析不同雷诺数下孔隙结构中流体运动的特征,通过LBM方法(Lattice Boltzmann Method,晶格玻尔兹曼方法)对孔隙结构中流场分布进行数值模拟研究.结果表明:微观尺度下孔隙网络模型中不同孔隙区域流速分布差异明显,中线区域流场呈规律性分布,孔喉处为高速区,流速达到0.001 4 m/s,水平方向相邻两圆柱靠近边界处存在低速区,速度不高于0.000 2 m/s,在垂直于流向方向上速度场具有良好的对称性;靠近上下边界的大孔隙区域流体优先通过,流体的速度可达到0.003 0 m/s.LBM方法模拟的孔隙网络模型中流场分布结果与试验获得的流场分布吻合,其平均均方根误差为0.009 4 m/s,表明土壤孔隙网络模型能有效模拟土壤孔隙,捕捉微观尺度上的流体运动特征,为应用孔隙网络模型研究土壤孔隙中溶质运移和反应等问题提供了微观尺度的度量工具.
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关键词
MICRO-PIV
晶格玻尔兹曼方法(LBM)
土壤孔隙网络模型
土壤
孔隙
流体速度分布
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职称材料
题名
基于Micro-PIV和LBM的土壤孔隙网络中流体速度分布表征
被引量：
2
1
作者
周东宝
张淑君
郭观林
王梅
张朝
王积才
杨懿
机构
河海大学力学与材料学院
中国环境科学研究院
北京师范大学水科学研究院
华南理工大学土木与交通学院
出处
《环境科学研究》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第5期728-736,共9页
基金
国家自然科学基金项目(41571311)
文摘
土壤孔隙结构复杂多变,揭示其内部流场特性对于描述和预测土壤中水分传输、溶质迁移等现象至关重要.基于规则性的土壤孔隙网络模型,采用Micro-PIV(Micro-scale Particle Image Velocimetry,显微粒子成像测速系统)技术分析不同雷诺数下孔隙结构中流体运动的特征,通过LBM方法(Lattice Boltzmann Method,晶格玻尔兹曼方法)对孔隙结构中流场分布进行数值模拟研究.结果表明:微观尺度下孔隙网络模型中不同孔隙区域流速分布差异明显,中线区域流场呈规律性分布,孔喉处为高速区,流速达到0.001 4 m/s,水平方向相邻两圆柱靠近边界处存在低速区,速度不高于0.000 2 m/s,在垂直于流向方向上速度场具有良好的对称性;靠近上下边界的大孔隙区域流体优先通过,流体的速度可达到0.003 0 m/s.LBM方法模拟的孔隙网络模型中流场分布结果与试验获得的流场分布吻合,其平均均方根误差为0.009 4 m/s,表明土壤孔隙网络模型能有效模拟土壤孔隙,捕捉微观尺度上的流体运动特征,为应用孔隙网络模型研究土壤孔隙中溶质运移和反应等问题提供了微观尺度的度量工具.
关键词
MICRO-PIV
晶格玻尔兹曼方法(LBM)
土壤孔隙网络模型
土壤
孔隙
流体速度分布
Keywords
Micro-PIV
Lattice Boltzmann Method
porous-networkmicromodel
flow field distribution in soil pore structure
分类号
X53 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Micro-PIV和LBM的土壤孔隙网络中流体速度分布表征
周东宝
张淑君
郭观林
王梅
张朝
王积才
杨懿
《环境科学研究》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
2
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