分形多孔材料双尺度孔隙内气体脱附扩散过程数值模拟

摘要：

为了研究多孔材料内气体脱附、扩散规律,结合实际多孔材料的结构特征,利用分形布朗运动模型(FBM)构造出由宏观孔隙和固相基质组成的三维各向同性和各向异性的分形多孔材料.基于格子Boltzmann方法(LBM)在2个空间尺度上建立气体在宏观孔隙中扩散和在固相基质内微观孔隙中脱附、迁移的数值模型.通过数值模拟,研究了多孔材料的吸附量和结构特性对其脱附、扩散过程的影响.结果表明:微观孔隙内较小的吸附量会造成脱附过程中气体向宏观孔隙内迁移速度降低,从而造成宏观孔隙内气体浓度减少;对于不同分形特性的多孔材料,较高的Hurst指数会提高宏观孔隙的等效扩散系数并降低多孔材料的比表面积,从而降低宏观孔隙内的瞬态气体浓度.

关键词：多孔材料、分形、脱附、扩散、格子Boltzmann

所属期刊栏目：45

分类号：TK124(热力工程、热机)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51276041;东南大学优秀博士学位论文培育基金资助项目YBJJ1431

在线出版日期：2015-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：728-733