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基于表面反应和扩散迁移控制的灰岩单裂隙渗流—溶解模型及其数值模拟
被引量：
2
1
作者
霍吉祥
宋汉周
管清晨
《四川大学学报（工程科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第5期42-48,共7页
针对碳酸盐类可溶岩地区水电站坝址流场、化学场及固相介质属性等随时间发生改变对工程安全运行造成不利影响等问题,研究了灰岩地区地下水运移过程中各物理场间的相互作用,分析了影响灰岩溶解速率的2个因素,即表面反应控制和扩散迁移控...
针对碳酸盐类可溶岩地区水电站坝址流场、化学场及固相介质属性等随时间发生改变对工程安全运行造成不利影响等问题,研究了灰岩地区地下水运移过程中各物理场间的相互作用,分析了影响灰岩溶解速率的2个因素,即表面反应控制和扩散迁移控制。在此基础上,建立了单裂隙中的渗流—溶解耦合模型,并进行数值求解。模拟结果表明:在垂直裂隙延伸方向,其溶蚀锋面不为齐整平面,而是呈似"虫洞"状非均一变化,而沿裂隙延伸方向即自上游侧向下游方向溶蚀程度逐渐减轻;通过裂隙的流量呈现随时间逐渐增大的趋势,但变幅不大;根据流量求得的等效水力隙宽,其增幅和增长速率均小于实际平均隙宽;同时,化学场中Ca2+浓度的分布与裂隙开度变化具有相似性,不同时刻上游侧反应速率R均大于下游侧;就反应机制而言,初期均受表面反应控制,随反应进行,位于上游的补给区部位转为受扩散迁移控制,但在下游位置仍受表面反应控制。
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关键词
灰岩裂隙
渗流—溶解耦合模型
表面反应
控制
扩散迁移控制
数值模拟
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职称材料
不同溶蚀速率对灰岩单裂隙渗流-溶解模型的影响
被引量：
3
2
作者
曹贯中
陈健健
霍吉祥
《人民长江》
北大核心
2019年第10期203-208,共6页
我国岩溶分布面积较广,为研究其裂隙发育变化常采用数值模拟手段,而不同溶蚀速率表达对模型计算结果影响较大。为比较不同机理下溶蚀速率方程的影响,考虑表面反应或扩散迁移的单一因素控制以及两者联合控制,并以灰岩平行板单裂隙为例,...
我国岩溶分布面积较广,为研究其裂隙发育变化常采用数值模拟手段,而不同溶蚀速率表达对模型计算结果影响较大。为比较不同机理下溶蚀速率方程的影响,考虑表面反应或扩散迁移的单一因素控制以及两者联合控制,并以灰岩平行板单裂隙为例,建立基于不同溶蚀速率的渗流-溶解耦合模型并进行求解。比较各模型结果可以看出:当反应速率仅考虑单一因素时,溶蚀深度相对较浅、溶蚀量较少,且通过裂隙的流量也较小,尤其是流量陡增的“临界点”更是远滞后于两因素联合控制的临界点。因此,长期溶蚀作用下基于不同溶蚀速率的模型结果差异较为显著,在实际应用时应根据研究部位和研究时段选择合适的溶蚀速率方程。
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关键词
渗流-溶解耦合模型
溶蚀速率
表面反应
控制
扩散迁移控制
平行板裂隙
岩溶
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职称材料
题名
基于表面反应和扩散迁移控制的灰岩单裂隙渗流—溶解模型及其数值模拟
被引量：
2
1
作者
霍吉祥
宋汉周
管清晨
机构
河海大学地球科学与工程学院
出处
《四川大学学报（工程科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第5期42-48,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(41272265)
江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目(CX10B_218Z)
文摘
针对碳酸盐类可溶岩地区水电站坝址流场、化学场及固相介质属性等随时间发生改变对工程安全运行造成不利影响等问题,研究了灰岩地区地下水运移过程中各物理场间的相互作用,分析了影响灰岩溶解速率的2个因素,即表面反应控制和扩散迁移控制。在此基础上,建立了单裂隙中的渗流—溶解耦合模型,并进行数值求解。模拟结果表明:在垂直裂隙延伸方向,其溶蚀锋面不为齐整平面,而是呈似"虫洞"状非均一变化,而沿裂隙延伸方向即自上游侧向下游方向溶蚀程度逐渐减轻;通过裂隙的流量呈现随时间逐渐增大的趋势,但变幅不大;根据流量求得的等效水力隙宽,其增幅和增长速率均小于实际平均隙宽;同时,化学场中Ca2+浓度的分布与裂隙开度变化具有相似性,不同时刻上游侧反应速率R均大于下游侧;就反应机制而言,初期均受表面反应控制,随反应进行,位于上游的补给区部位转为受扩散迁移控制,但在下游位置仍受表面反应控制。
关键词
灰岩裂隙
渗流—溶解耦合模型
表面反应
控制
扩散迁移控制
数值模拟
Keywords
limestone fracture
model of coupled fluid flow and chemical dissolution
surface reaction rate kinetic control
kinetic mass transfer control
numerical simulation
分类号
TV223 [水利工程—水工结构工程]
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职称材料
题名
不同溶蚀速率对灰岩单裂隙渗流-溶解模型的影响
被引量：
3
2
作者
曹贯中
陈健健
霍吉祥
机构
长江水利委员会水文局长江下游水文水资源勘测局
南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室
出处
《人民长江》
北大核心
2019年第10期203-208,共6页
文摘
我国岩溶分布面积较广,为研究其裂隙发育变化常采用数值模拟手段,而不同溶蚀速率表达对模型计算结果影响较大。为比较不同机理下溶蚀速率方程的影响,考虑表面反应或扩散迁移的单一因素控制以及两者联合控制,并以灰岩平行板单裂隙为例,建立基于不同溶蚀速率的渗流-溶解耦合模型并进行求解。比较各模型结果可以看出:当反应速率仅考虑单一因素时,溶蚀深度相对较浅、溶蚀量较少,且通过裂隙的流量也较小,尤其是流量陡增的“临界点”更是远滞后于两因素联合控制的临界点。因此,长期溶蚀作用下基于不同溶蚀速率的模型结果差异较为显著,在实际应用时应根据研究部位和研究时段选择合适的溶蚀速率方程。
关键词
渗流-溶解耦合模型
溶蚀速率
表面反应
控制
扩散迁移控制
平行板裂隙
岩溶
Keywords
model of coupled fluid flow and chemical dissolution
dissolution rate
surface reaction rate kinetic control
kinetic mass migration control
parallel plate fracture
karst
分类号
TV131.61 [水利工程—水力学及河流动力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于表面反应和扩散迁移控制的灰岩单裂隙渗流—溶解模型及其数值模拟
霍吉祥
宋汉周
管清晨
《四川大学学报（工程科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
不同溶蚀速率对灰岩单裂隙渗流-溶解模型的影响
曹贯中
陈健健
霍吉祥
《人民长江》
北大核心
2019
3
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职称材料
已选择
0
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