基于微观PNP多离子运移模型的多孔介质曲率系数分析

摘要：

采用数值分析研究多孔介质的曲率系数.应用微观Poisson-Nernst-Planck多离子运移模型描述离子在微观多孔介质孔隙中的运移,通过空间体积平均获得曲率系数.以NaCl盐溶液在黏土中的扩散试验为例,建立数值分析模型,分析了微观结构、离子种类、背景浓度、颗粒表面电荷密度等对曲率系数的影响.研究表明:不考虑电场作用,曲率系数与孔隙率符合Archie定律的指数关系,曲率系数与离子浓度、离子种类无关;考虑电场作用,曲率系数不仅与微观结构的几何形状有关,而且与相伴离子种类、离子背景浓度、颗粒表面电荷密度等关系密切.阳离子的曲率系数普遍高于不考虑电场作用时的曲率系数,而阴离子的曲率系数则相反.

关键词：曲率系数、Poisson-Nernst-Planck方程、空间体积平均、带电多孔介质、有效扩散系数

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分类号：TU412(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划资助项目2008CB418104;国家留学基金资助项目2003832094

在线出版日期：2011-08-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：647-651