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多孔介质分形结构重构及热导率研究1. 引言多孔介质是一种具有复杂几何形态和空间结构的物质，广泛应用于领域。
其分形结构在材料的热导率研究中具有重要作用。
本文将探讨多孔介质的分形结构重构方法以及与热导率相关的研究。
2. 多孔介质分形结构的重构方法2.1 概述多孔介质的分形结构是指其具有自相似的几何特征，如分形维数和分形线性特征。
为了研究多孔介质的热导率，需要进行分形结构的重构。
常用的方法有三种：模拟法、数学方法和实验测量。
2.2 模拟法模拟法是指通过计算机模拟的方法进行多孔介质分形结构的重构。
通过确定分形维数和分形线性特征，可以生成具有相似分形结构的模拟样本。
这种方法可以提供大量的数据用于研究热导率。
2.3 数学方法数学方法是指通过数学模型和方程进行多孔介质的分形结构重构。
根据不同的数学模型和方程，可以得到不同的分形结构。
这种方法对于理论研究具有重要意义，但在实际应用中存在一定的限制。
2.4 实验测量实验测量是指通过实际测量多孔介质的形貌和结构参数进行分形结构的重构。
常用的实验方法包括扫描电子显微镜(SEM)和小角X射线散射(SAXS)等。
这种方法可以提供真实的样本数据，但实验条件和测量误差对结果有一定影响。
3. 多孔介质热导率的研究3.1 分形结构与热导率的关系多孔介质的热导率与其分形结构密切相关。
分形结构的空间分布和几何形态决定了热传递的路径和效率。
研究多孔介质的热导率可以深入理解其分形结构的物理本质。
3.2 热传导模型热传导模型是多孔介质热导率研究的基础。
常用的模型有连续介质近似模型和离散介质模型。
连续介质近似模型假设多孔介质为连续介质，适用于孔隙率较低的多孔介质。
离散介质模型考虑了孔隙结构的离散性和不均匀性，适用于孔隙率较高的多孔介质。
3.3 热导率的测量方法多孔介质的热导率可以通过多种方法进行测量。
常用的方法有热平衡法、热脉冲法和热阻抗法等。
这些方法的原理和适用范围不同，选择合适的方法进行测量可以得到准确的结果。
多孔介质分形结构重构及热导率研究
多孔介质是一种具有复杂结构的材料，其热传导性能与其结构密切相关。
近年来，研究人员通过分形理论对多孔介质的结构进行了重构，
并探究了其热导率的变化规律。
分形理论是一种研究自相似性的数学理论，其应用于多孔介质的结构
研究中，可以将多孔介质的结构看作是由一系列自相似的基本单元组
成的。
通过对这些基本单元的重复组合，可以得到多孔介质的整体结构。
研究人员通过对多孔介质的结构进行分形重构，可以更加准确地
描述其结构特征。
研究表明，多孔介质的分形维数与其热导率密切相关。
分形维数越大，多孔介质的结构越复杂，其热导率也越高。
此外，多孔介质的孔隙率、孔径分布等结构参数也会影响其热导率。
研究人员通过对多种不同结
构的多孔介质进行实验研究，发现了多孔介质的热导率与其结构参数
之间的定量关系。
除了分形理论，研究人员还通过数值模拟等方法对多孔介质的热传导
性能进行了研究。
通过建立多孔介质的数值模型，可以模拟其热传导
过程，并探究其热导率的变化规律。
研究表明，多孔介质的热导率与
其孔隙率、孔径分布、孔隙形状等因素密切相关。
此外，多孔介质的
热导率还受到其材料本身的热导率、温度等因素的影响。
总的来说，多孔介质的热传导性能与其结构密切相关，研究人员通过分形理论和数值模拟等方法对其进行了深入研究。
未来，随着研究方法和技术的不断发展，多孔介质的热传导性能研究将会更加深入和精确。
科技创新科技风2019年10月DOO10.19392/ki.1671-7341.201928027常见多孔介质简易重构法周亮刘琰魏朝晖西安航空学院能源与建筑学院陕西西安710077摘要：多孔介质在自然界和工业生产中应用非常广泛，实物状多孔形貌在理论研究时需要对结构进行数据信息转化。
针对常见的随机形、纤维丝形和圆形结构，建立简易的固体生长步骤，通过计算机重构出各种多孔形貌，并对不同相区域进行数据化命名以便识别和应用。
关键词:多孔介质;计算机重构；数据识别绪论多孔介质指固体物质骨架和骨架间孔隙组成的共同空间，如岩石、土壤、植物组织、毛细血管等。
不同的固体骨架形状使孔隙呈现不同的形貌，众多的孔隙使多孔介质有非常大的比表面积。
当气体或者液体流经相互连通或部分连通的孔隙时，形成多孔介质渗流。
孔隙结构形貌直接影响渗流的特性，本文选择常见的随机形、纤维丝形和圆形多孔结构(见图1),采用计算机重构多孔形貌,实现多孔结果的数据信息化。
(a)纤维丝直径3、孔隙率0.5(b)纤维丝直径5，孔隙率0.7图2纤维丝多孔结构，方位角均为0-360。
图1随机形、纤维丝形和圆形多孔结构2重构方法与结果随机形多孔介质采用四参数法⑴生成。
四参数分别指生长方向、生长核分布概率、生长概率和生长相份额。
二维多孔体需要8个生长方向，三维则需要26个生长方向。
在初始化构造空间之前，以固体相作为生长相，按照给定的生长核分布概率和生长概率随机累积不同方向的颗粒层，以固体份额作为结束判定标准，生成特定孔隙率的随机多孔结构。
纤维丝随机结构由众多独立的固体圆柱组成。
空间中随机选择两个点并确定一条直线，对于二维或三维空间，某点到轴线的距离小于纤维丝规定的半径，则设置为固体相;逐渐生成众多圆柱体直至到达规定的孔隙率。
此外，通过控制随机直线的方位角可实现纤维丝的方向均匀程度。
随机圆形颗粒体以众多圆形或球体组成。
根据给定生长核分布概率随机确定圆心或球心的位置，对不同圆(球)心按照随机的生长概率生长一层圆面或球面,直至到达规定的孔隙率。
FLUENT6.1全攻略分量来定义。
图8-26 Solid（固体）面板6. 定义辐射参数如果使用DO模型计算辐射过程，可以在Participates in Radiation（是否参与辐射）选项中确定固体区域是否参与辐射过程。
8.19 多孔介质条件很多问题中包含多孔介质的计算，比如流场中包括过滤纸、分流器、多孔板和管道集阵等边界时就需要使用多孔介质条件。
在计算中可以定义某个区域或边界为多孔介质，并通过参数输入定义通过多孔介质后流体的压力降。
在热平衡假设下，也可以确定多孔介质的热交换过程。
在薄的多孔介质面上可以用一维假设“多孔跳跃（porous jump）”定义速度和压强的降落特征。
多孔跳跃模型用于面区域，而不是单元区域，在计算中应该尽量使用这个模型，因为这个模型可以增强计算的稳定性和收敛性。
9FLUENT6.1全攻略108.19.1 多孔介质模型的假设和限制条件多孔介质模型采用经验公式定义多孔介质上的流动阻力。
从本质上说，多孔介质模型就是在动量方程中增加了一个代表动量消耗的源项。
因此，多孔介质模型需要满足下面的限制条件：（1）因为多孔介质的体积在模型中没有体现，在缺省情况下，FLUENT 在多孔介质内部使用基于体积流量的名义速度来保证速度矢量在通过多孔介质时的连续性。
如果希望更精确地进行计算，也可以让FLUENT 在多孔介质内部使用真实速度，详情见8.19.7节。
（2）多孔介质对湍流的影响仅仅是近似。
（3）在移动坐标系中使用多孔介质模型时，应该使用相对坐标系，而不是绝对坐标系，以保证获得正确的源项解。
8.19.2 多孔介质的动量方程在动量方程中增加一个动量源项可以模拟多孔介质的作用。
源项由两部分组成：一个粘性损失项，即方程（8-45）右端第一项；和一个惯性损失项，即方程（8-45）右端第二项。
⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+−=∑∑==313121j j mag ij j j ij i v v C v D S ρμ （8-45）式中i S 是第i 个（x 、y 或z 方向）动量方程中的源项，D 和C 是给定矩阵。
数值模拟研究三维多孔介质随着科技的迅速发展，计算机技术的不断完善以及对材料科学的不断探索，数值模拟研究多孔介质的技术已经日渐成熟并广泛应用。
多孔介质常见于自然界中的石油、气体、地下水等地下资源的运移，也广泛应用于地质工程、生物医药、环境污染等相关领域。
三维多孔介质的数值模拟研究，对于深化多孔介质的物理机理和发展高效的材料科学具有重要的意义。
一、多孔介质的数学模型多孔介质是由一些固体和空气、水或其他流体组成的材料。
很多实际应用场景中，多孔介质的形状非常复杂，例如砂岩、泥岩、碳酸盐岩、岩石、多相流、纤维素等。
因此，建立适合多孔介质的数学模型是非常重要的。
多孔介质流动有许多的力学、物理效应和作用，如相互作用、不稳定性、非线性效应、催化作用、化学吸附、导电性、热传递、光传递等。
因此，为了最大限度地考虑到多孔介质的种种特性，研究人员通常会考虑阻力模型、渗透率张量、应力-应变张量、孔隙度、渗流速度、惯性力等多个参数。
这些参数可以构成一个完整的数学模型，并且可以用于描述多孔介质中流体的动力学行为。
二、三维多孔介质的数值模拟三维多孔介质的数值模拟通常需要先进行数字化建模，然后采用适当的流体动力学模型进行数值模拟分析。
数字化建模是指通过对多孔介质的样品进行数字化扫描，得到三维材料的空间信息，并将其导入计算机模拟软件中。
适当的流体动力学模型可以选择从单相Darcy模型、双相模型、多相模型、非平衡多相模型、连续介质理论等多个模型。
其中Darcy模型是许多场景下常用的模型，因为它可以通过均衡模拟模型直接转换成流量和温度或扩散速度之间的关系。
在进行三维多孔介质数值模拟时，需要研究人员对多个模型参数进行调整。
这些参数通常包括孔隙度、渗透率、理论阻力系数、温度、压力、成分浓度、材料性质等。
有良好的参数选择和调整可以帮助研究人员更准确地预测多孔介质的行为。
三、应用实例三维多孔介质的数值模拟在实际应用中具有广泛的应用价值。
地下水资源调查研究时，三维多孔介质模拟可以通过数字化建模和流体动力学模型，帮助研究人员更加准确地分析水资源分布，研究水资源开发利用方案。
多孔介质3维孔隙空间的隐式曲面造型方法黄丰;卢德唐;王磊;李道伦【期刊名称】《中国图象图形学报》【年(卷),期】2007(012)005【摘要】多孔介质中孔隙空间的结构描述和问题求解是许多复杂形态实体微观分析和科学计算的基础,而实际的多孔介质孔隙空间结构由于异常复杂,采用简单的造型方法往往不能满足绘制和进一步计算的要求.为此,针对自然岩石核磁共振的3维体数据,提出了一种适用于多孔介质孔隙空间的造型方法.该方法首先通过最大球方法识别体数据中的孔隙空间,然后根据孔隙的层次关系和连通关系,通过建立孔隙空间的孔洞-网络模型来描述孔隙空间的拓扑结构,并结合隐式曲面造型方法来构造多孔介质孔隙空间的模型.将该方法运用到自然岩石的3维图像分析中的实验结果表明,该方法不仅使得多孔介质孔隙空间的复杂拓扑结构得以保留,而且保证了重建曲面的光滑性.【总页数】6页(P899-904)【作者】黄丰;卢德唐;王磊;李道伦【作者单位】中国科学技术大学工程科学软件研究所,合肥,230027;中国科学技术大学工程科学软件研究所,合肥,230027;中国科学技术大学工程科学软件研究所,合肥,230027;中国科学技术大学工程科学软件研究所,合肥,230027【正文语种】中文【中图分类】TP391.7【相关文献】1.一种改进的NURBS曲面和隐式曲面求交算法及在船体曲面求交中的应用 [J], 王川;赵成璧;唐友宏;林慰2.可展曲面后掠叶片离心式压气机叶轮造型方法图形绘制和三元流场计… [J], 朱士灿;龚建屹3.壳空间剖分的隐式曲面三角化 [J], 高珊珊;张彩明;周元峰;伯彭波4.基于八叉树的隐式曲面与隐式曲面求交 [J], 余正生;吴启迪;李启炎5.车身结构复杂曲面CAD逆向三维空间造型方法研究 [J], 于春生;朱正林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
3D多孔介质渗透率的格子Boltzmann模拟朱益华;陶果;方伟;徐孝日【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2008(032)001【摘要】多孔介质结构的复杂性使其内部的流动非常复杂,通常不加简化就难以求解.格子Boltzmann方法以其无需简化就能处理复杂孔隙结构的优势,成为研究多孔介质流动的一种有效的数值计算方法.从现场采集的彩色铸体剖面图中提取孔隙信息重构了一种接近真实岩石的3D孔隙介质数字岩心.在此基础上,使用格子Boltzmann方法进一步得到能准确求解多孔介质中流动问题的Navier-Stokes方程,用以研究孔隙岩石的渗流特性.该方法对简单模型渗透率的模拟结果与相应的解析解或实验测量结果吻合良好,对某油田6个样品的模拟结果与实验结果的误差不大,说明格子Boltzmann方法可以用来计算实际问题的渗透率.【总页数】4页(P25-28)【作者】朱益华;陶果;方伟;徐孝日【作者单位】CNPC测井重点实验室,中国石油大学,北京,102249;CNPC测井重点实验室,中国石油大学,北京,102249;中油测井技术服务有限责任公司,北京,100101;中油测井技术服务有限责任公司,北京,100101【正文语种】中文【中图分类】P631.84【相关文献】1.多孔介质通道内非混相驱替过程的r格子Boltzmann方法模拟 [J], 刘佳威;许志美;宗原;刘涛2.基于格子Boltzmann方法预测多孔介质的渗透率 [J], 战洪仁;侯新春;曹颖;李雅侠;张先珍3.基于格子Boltzmann方法预测多孔介质的渗透率 [J], 战洪仁;侯新春;曹颖;李雅侠;张先珍;4.格子Boltzmann方法模拟多孔介质惯性流的边界条件改进 [J], 程志林;宁正福;曾彦;王庆;隋微波;张文通;叶洪涛;陈志礼5.倾斜多孔介质方腔内纳米流体自然对流的格子Boltzmann方法模拟 [J], 张贝豪;郑林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
