双重分形多孔介质孔隙率的研究

根据双重分形多孔介质孔隙分布分形维数D与孔隙迂曲分形维数DT的定义和计算公式,推导了多孔介质孔隙率的计算公式.通过孔隙率计算公式的函数图像分析了双重分形维数D和DT的变化对孔隙率的影响,分析结果表明孔隙率随多孔介质双重分形维数D和DT的增加而增大;多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率增加的就越慢;当D＋DT〈3时,多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率就越大,但当D＋DT〉3时则相反,多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率反而越小,D＋DT=3是特殊点,令D＋DT→3时的孔隙率极限值为它的孔隙率.     

多孔介质孔隙度问题的理论探讨

目的 研究在温度和孔隙水压力作用下,各向同性多孔介质材料孔隙度和损伤变量以及分形维数之间的理论关系.方法 基于Mori-Tanaka理论,建立了各向同性多孔介质材料的宏观损伤变量与细观孔隙度之间的联系,利用分形理论推导了各向同性多孔介质材料孔隙度和分形维数之间的关系式.结果 若已知初始时刻的孔隙度、温度和孔隙水压力等的变化情况,就可以求出各向同性多孔介质材料的损伤演化规律,以及孔隙度与分形维数之间的定量关系.结论 文中建立的在温度和孔隙水压力作用下,各向同性多孔介质材料的损伤演化规律以及孔隙度和分形维数之间的定量关系,对于多孔介质材料力学性质的研究具有重要的理论价值.     

煤岩等多孔介质的分形结构

从Ｍｅｎｇｅｒ海绵模型出发，建立了多孔介质结构的分形模型，并通过压汞实验数据计算了煤体结构的分维值．研究表明，煤体等多孔介质是分形体，其结构具有分形特征．     

多孔介质表面火焰辐射特性试验研究

为了研究多孔介质表面火焰辐射特性,设计了锥形燃烧器,针对当量比、入口速度等变量对多孔介质燃烧器表面温度分布、辐射功率的影响进行分析。结果表明：当量比和入口速度对表面火焰形态、表面燃烧温度和辐射功率的影响很大;当入口速度一定时,增大当量比可以明显提高燃烧器的表面温度和辐射功率;当入口速度和当量比过小时,燃烧温度过低而导致熄火;若当量比增大到0.6之后,多孔介质燃烧器会达到稳定燃烧,且用时基本相同;入口速度越大,表面燃烧温度和辐射功率越高。     

不同煤级煤样的孔隙综合表征方法研究

煤的孔隙特征对于研究煤的吸附解吸特性、扩散性、渗透性以及瓦斯突出事故的发生机理具有非常重要的意义。为研究不同煤级煤样的孔隙综合分形特征,利用ASAP2020比表面积及孔径分布测定仪,在低温液氮的环境下,对不同变质程度的煤样进行孔隙测定,并利用FHH分形维数计算模型对实验数据进行拟合,得到各煤样不同孔径段的分形维数;同时利用各孔径段的孔隙体积比作为权值,对各个煤样不同孔径段的分形维数进行加权求和,得到各煤样的综合分形维数。将煤样的综合分形维数与其总孔隙体积进行比较分析,可知不同煤级煤样的孔隙具有明显的分形特征,其总孔隙体积越大,综合分形维数越大,孔隙表面越粗糙,孔隙分布则相对复杂。     

基于随机行走方法的多孔介质导热性能研究

在组成相同的情况下,多孔介质传热性能可以表示为孔隙率、孔隙分布、孔隙连通性和方向性参数的函数[1-4].孔隙分布静态特征可以用面积分形维数来描述,而表征孔隙连通性和方向性的多孔介质动态特性结构参数的相关研究文献较少.本文在传统随机行走模型的基础上,提出了一种新的方向随机行走模型来定量描述多孔介质动态特征,并与有效导热系数建立了定性关系.     

大孔隙对多孔介质导热性能影响的数值分析

采用有限体积方法求解Laplace方程,对非均匀多孔介质中大孔隙对导热性能的影响规律进行数值分析。研究结果表明,有效导热系数随着大孔隙的形状、排列方式、连通性和方向的不同呈现出很大的波动性,其中大孔隙的连通性和方向对多孔介质导热性能的影响尤其严重。研究结果可为非均匀多孔介质导热性能预测模型的改进提供参考依据。     

纱线截面孔隙结构的定量表述

利用计算机图像处理技术,提取了环锭纺和转杯纺纱线截面孔隙形状、数量、体积分布等直观表达纱线孔隙结构的参数.利用分形几何对纱线截面上的孔隙分布情况进行分析,验证了纱线截面上的孔隙结构符合分形特征.并求得了孔隙面积分形维数,从而对纱线截面的孔隙结构进行了定量的表述.然后从成纱过程分析了2种不同工艺的纱线结构参数的差异,说明这些参数可以直观、准确地表征纱线的孔隙结构特征.实验结果可为纱线的导湿、导热等各项物理性能的研究提供理论依据.     

淤泥絮体孔隙分形特性的提出、验证及应用

由于淤泥中细颗粒泥沙的絮凝作用造成淤泥含水率较高且水分较难去除,淤泥絮体性质的研究逐渐成为淤泥处理研究中的重要内容.在前人研究的基础上,提出淤泥絮体孔隙具有分形特征的假设.以武汉沙湖淤泥为例,使用图像分析法检验这一假设的存在性,接着通过室内实验探讨了淤泥絮体孔隙分形维数的应用.实验结果表明:淤泥絮体孔隙具有统计意义上的分形特征,其二维分形维数越大,絮体孔隙总面积越大、等效孔径相差越大,淤泥沉降速度越小.     

回溯法在多孔材料孔径测量中的应用

为了研究多孔材料的微观特性,必须对其微观结构进行测量.首先分析并指出了迭代法、递归法在多孔材料微结构孔洞标记中的不足之处,然后结合回溯法的思想采用一种新的多孔材料孔洞标记法,并利用迷宫问题具体分析了标记的过程.最后用VC++编程实现了淀粉扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)图像和陶瓷SEM图像的孔径测量(包括孔洞标记、孔径面积).实验结果表明,该方法改善了前两种算法的不足,实际运行效果良好,具有较好的实用价值.     

热处理对多孔玻璃孔径的影响

采用Na2O-B2O3-SiO2系统制备基体玻璃.经分相和酸浸析等处理方法.制得多孔玻璃.采用氮吸附静态容量法,测得多孔玻璃的氮吸附等温线、比表面积和孔分布曲线.讨论分相时间和温度对多孔玻璃的孔径和孔隙率分布的影响.总结了多孔玻璃的孔径随着热处理的温度和时间的变化规律.     

多孔介质反应器内传热特性模拟

根据多孔介质流动、传热理论,采用了多孔介质内流动、能量传递的相关数学模型,并采用P1近似法处理多孔介质的辐射吸收过程,最后运用CFD软件,计算得出了孔隙率、材料材质、流速等因素对多孔介质区温度场、对流换热系数、努赛尔数的影响.     

煤储层孔、裂隙系统分形研究

对煤层、煤样进行了宏观裂隙及显微裂隙的连续系统观测、统计,计算了煤中各级别裂隙的面密度维数;根据压汞法测出的煤中不同孔径段的连续比孔容数据,计算了煤中孔隙体积的分形维数。分析了分形九与煤层的孔、裂隙发育程度和煤变质程度的关系。为评革层气的吸附与解吸、扩散与渗流、煤与瓦斯突出预测及煤层有效渗透率估算提供了一种更加精确的方法。     

管内填充环状金属多孔介质强化传热优化分析

在圆管内层流充分发展段填充环形金属多孔介质以实现强化传热,建立了流动与传热的数学模型,并着重分析了多孔介质填充位置对管内速度、温度分布以及传热综合性能的影响。数值模拟结果表明:填充金属多孔介质的区域温度非常均匀,速度分布趋于平坦,而未填充多孔介质的区域速度及温度梯度均较大,壁面与流体之间的换热显著增强;此外,对于填充一定截面积多孔介质的圆管,为获得较高的PEC值,宜将多孔介质的填充位置靠近圆管中心。     

热敏聚氨酯膜及其透汽、透湿性的研究

比较了普通聚氨酯PU(a)和两种热敏聚氨酯(Thermo Sensitive Polyurethane)PU(b)和PU(c)微相结构和性能的差异,并采用示差扫描量热分析仪(DSC)和正电子湮没谱仪(PAL)分别对3种聚氨酯的相转变温度,自由体积分数,自由体积空洞半径随温度的变化规律以及自由体积空洞半径的变化对薄膜透汽、透湿性的影响进行了研究.结果表明:热敏聚氨酯PU(b)和PU(c) 在设定温度范围内(20～50 ℃)具有明显的两相分离结构;在其可逆相相转变温度前后,其自由体积空洞平均半径R、自由体积分数均发生了显著变化,自由体积分数均由20 ℃的1.6%左右提高到50 ℃时9%以上,自由体积空洞的平均半径由20 ℃时的0.23 nm提高至50 ℃时的0.4 nm以上,且均高于水蒸汽分子的平均半径(R=0.4 nm).相似地,热敏聚氨酯薄膜PU(b)和PU(c)的透汽、透湿性也发生了显著的变化,在相转变前后其透湿量分别提高了130%,160%,表现出了明显的热敏特性.     

萨北储层微观孔隙结构随机重建及评价

对萨北开发区高含水期砂岩油层的微观孔隙进行了研境,从岩芯切片入手,采用多向扫描、二维图像统计分析、随机模拟等多项技术,重建萨北开发区油层孔隙网络模型,再现油层微观几何特征,实现了定量计算储层岩石的宏观物性参数以及正确评价储层传导流体的能力,为开发区进一步挖潜（三次采油）提供了技术支持。     

充满多孔介质的变截面圆管内流体流动分析

写出了多孔介质内不可压缩流体流动的基本方程组,利用流线迭代法对充满多孔介质的变截面圆管内的流体的流动进行数值计算,并通过算例对充满多孔介质管理中的流动情况进行分析。