基于弱作用力的固液相微界面作用模拟方法

摘要：

为了探究固液相微界面作用的物质输移机制,丰富水-沙-污染物微界面作用的数值模拟方法,本文基于光滑粒子流体动力学方法(SPH)耦合电场力、布朗运动力、曳力等弱作用力,构建复杂微界面作用模型,模拟了细颗粒泥沙吸附Pb2+的微界面作用过程.模拟结果演示了细颗粒泥沙与Pb2+的微界面作用全过程,Pb2+进入液膜,由液膜迁移至颗粒内,逐渐填满液膜和孔道,最终填充空腔.微界面作用动力学分析结果表明模拟结果符合准二级动力学模式;微界面作用模式识别结果表明0～10min为膜扩散阶段,10～60min为膜扩散和颗粒内扩散并存阶段,60～210min为颗粒内扩散阶段.模拟结果具有较好的微界面作用动力学相似性和微界面作用模式一致性.该方法适用于微米尺度下的微界面作用过程模拟,为水-沙-污染物交互作用的微观尺度建模提供新思路.

关键词：微米尺度、水-沙-污染物、细颗粒泥沙、Pb2+、微界面作用、SPH方法、弱作用力

所属期刊栏目：30

分类号：TV142(水利工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金51879291

在线出版日期：2022-10-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1152-1160