非饱和多孔介质热湿传输的一般数学模型

提出了非饱和多孔介质热湿传输的一般数学模型，此模型引入了在非饱和多孔介质中同时发生热质交换的多种传输机制，以使质量、动量和能量方程得到改进．引用由Ｗｈｉｔａｋｅｒ建立的体积平均法，讨论达西定律应用于非饱和多孔介质的限制．     

多孔介质中自然对流传热的场协同分析

基于多孔介质内部热、湿、气耦合迁移的数学模型,用场协同理论的观点,推导出含湿多孔介质自然对流传热的气相流体与壁面间的整体和局部换热系数.针对宽高比为1∶3的竖直封闭多孔腔,数值检验了含湿非饱和多孔介质自然对流的场协同现象:即非饱和多孔介质自然对流的强度不仅取决于温差、气相速度和流体物性,还取决于气相速度和温度梯度之间的协同.改变气相速度和温度梯度的协同性,将影响非饱和多孔介质自然对流传热的强度.     

高Da数封闭腔内非饱和多孔介质的自然对流

建立了描述高Ｄａ数封闭腔内多孔介质非饱和自然参流行为的二维无量纲模型，采用有限差分法对两侧为恒壁温条件的封闭腔内的流动与传热特进行了数值求解，分析了含湿非饱和多孔介质的自然对流特性，并将其与饱和多孔介质的流动情况进行了比较。     

非饱和含湿多孔介质传热传质的渗流模型研究

综述了非饱和含湿多孔介质传热传质模型研究的发展。从多相渗流和扩散迁移机制出发建立以温度、压力和饱和度为基本变量的实用化三参数模型。该模型由一组描述水－汽质量守恒、空气质量守恒和能量守恒的非线性偏微分方程组成。利用该模型对埋管的热过程、砂土物性测量、毛细滞后现象、回湿过程、突发高温作用下多孔介质内部的传热传质过程和冻融过程进行了研究。为了模型的进一步应用,仍需对束缚水饱和度以下毛细压力与饱和度的关系、导热系数的影响因素及其获取方法、非饱和多孔介质传热传质的边界效应和滞后效应的物理机理等方面深入研究。非饱和多孔介质中溶质的运移更是一个饶有意义的研究课题。     

非饱和多孔介质有效导热系数模型

多孔介质有效导热系数是研究地源热泵、土壤及岩土热储、材料热质传递的重要参数,运用分形理论,建立了一种预测非饱和多孔介质有效导热系数的分形物理模型和相应的有效导热系数计算公式,基于MATLAB数值分析显示模型计算结果与实验测量值具有较好的一致性,并通过该模型探讨了相关微观参数对多孔介质有效导热系数的影响,结果显示弯曲度分形维数、孔隙率与多孔介质导热系数呈负相关,固液相占比、饱和度、固相基质边长与多孔介质导热系数呈正相关,当孔隙率大于78.4%时,导热系数较小的孔隙相对多孔介质有效导热系数影响较大。     

国内期刊亮点

正利用半解析法得出单层非饱和多孔介质一维瞬间相应解浙江大学凌道盛凌道盛等基于Zienkiewicz提出非饱和多孔介质波动理论,考虑两相流体和固体颗粒的压缩性及惯性、黏滞和机械耦合作用,采用半解析的方法获得了一类典型边界条件下单层非饱和多孔介质一维瞬态响应解。研究推导出无量纲化后以位移表示的控制     

水平多孔窗内蒸发现象与制冷效应的二维数值模拟

从连续介质力学的观点出发,建立了描述非饱和多孔介质内部热质传递现象的二维稳态模型.并用此模型对水平多孔窗的传热传质过程进行了数值模拟,得到了不同运行工况下的床内各量的场分布及其蒸发制冷量分布,从而揭示了环境参数与多孔窗内部热质传递及其换热性能之间的内在联系.     

多孔介质微波冷冻干燥的升华—冷凝理论

本文分析了非饱和含湿多孔介质微波冷冻干燥的物理过程，提出了一个更适合于实际情况的升华－冷凝物理模型，导出了相应的传热传质微分方程组。模型中考虑了升华冷凝区内由于蒸汽迁移造成的含湿量重新分布及其对热质传递的影响。     

非饱和多孔介质有效应力计算公式的理论研究

基于多孔介质的有效应力原理,解析推导出了非饱和土的有效应力计算公式,并将其推广到了非饱和多孔介质情形.该有效应力公式中没有出现难以确定的Bish-op经验系数,而是包含了渗流力学中常用的孔隙度、饱和度、毛管力等物理含义明确的参量.     

非饱和土壤渗流问题的混合元-变网格有限元方法

非饱和土壤渗流运动是多孔介质流体运动的一种重要形式，单纯运用有限元等方法不易得到最优误差估计，为更好地研究该问题，在混合元方法基础上提出了混合元-变网格有限元格式，并应用微分方程先验估计的理论和技巧，得到最优阶的L^2-模误差估计结果，从理论上证明了该方法在研究多孔介质流体运动中的实用性，从而为更好地研究非饱和土壤渗流问题提供了直接的理论依据．     

非饱和土壤中重金属污染物迁移机理分析

视土壤为非饱和多孔介质,将描述非饱和多孔介质中多种迁移场量耦合的热质传递模型,结合土壤中溶质迁移的对流-弥散规律,并考虑土壤固体骨架对重金属污染物的吸附特性,建立非饱和土壤中重金属污染物迁移的数学模型.数值分析了非饱和土壤不同深度处和土壤含湿量不同时,污染物在土壤中的迁移状况.随着土壤深度的增加,污染物在土壤中的迁移呈现滞后性;湿含量较高的土壤,在迁移状况趋于稳定时,污染物沿土壤深度的增加其浓度梯度相对较小,数值分析所得污染物在土壤中的迁移规律与文献已有试验结果相一致.因此,所建立的数学模型和数值分析结果,可为分析重金属污染物在土壤中的迁移状况和修复重金属污染的土壤提供一定的理论指导.     

多孔介质微波冷冻干燥的升华－冷凝理论

本文分析了非饱和含湿多孔介质微波冷冻干燥的物理过程，提出了一个更适合于实际情况的升令冷凝物理模型，导出了相应的传热传质微分方程组，模型中考虑了升华冷凝区内由于蒸汽迁移造成的合湿量重新分布及其对热质传递的影响；对传递参数分析表明，Ｌｕｉｋｏｖ理论不适用于描述微波冻干过程。     

非饱和流固耦合双重孔隙介质模型控制方程

裂隙岩体非饱和渗流和流固耦合是普遍存在的现象,利用双重孔隙介质模型,在多孔介质弹性理论和广义有效应力的基础上,给出了双重孔隙介质非饱和流固耦合方程的数学推导,经过离散化后可以用于数值计算,最后提出了一些需要进一步解决的问题.     

矩形封闭空间内湿多孔介质自然对流的非达西效应

建立了考虑介质内部流体运动惯性力及粘性力的封闭腔内多孔介质非饱和自然对流行为的二维无量纲模型。研究了两侧为恒壁温、上下为绝热条件的含有湿多孔介质的矩形封闭腔内自然对流的非达西效应。通过数值计算，揭示了介质的惯性力、粘性力及Ｄａ数对传热的影响，同时对颗粒导热比、加热条件等对传热的影响进行了分析。     

非等温入渗条件下土壤中水分运移的解析分析

基于多孔介质渗流力学-热力学理论，建立了非等温条件下土壤中水-热耦合迁移的数学模型，并运用分离变量法和拉普拉斯（Laplace）变换对模型进行解析求解；通过算例分析，表明温度对非饱和土壤中水分迁移的影响。本文所得结果及结论，对于农田水利保护和地下水资源的利用具有重要的实际应用价值和理论意义。     

基于损伤理论的多孔介质动力解析

介绍了多孔介质连续化方法和连续介质损伤力学研究的一般方法.采用宏、细观相连接的损伤模型,描述了多孔介质的骨架刚度和流体通道演变过程,在连续介质力学守恒定律的基础上,推出了非饱和土的动力方程.进而,可方便地退化为饱和多孔介质的动力方程和一维固结方程.图3,参11.     

微型热光电系统多孔介质燃烧器的数学模拟

针对微型热光电（TPV）系统多孔介质燃烧器进行了数学模拟，探讨了有关多孔介质的质量守恒方程、动量方程、能量方程、组分方程和状态方程等基本控制方程，由数值计算得到了多孔介质燃烧器壁面的温度分布，并与实验数据进行比较。     

工程土障粘土水力-力学参数识别及工程校核

基于实验数据及广泛应用于非饱和粘土的Alonso-Gens本构模型和水力参数曲线，针对用以制造工程土障的FoCa粘土进行了水力-力学参数识别，并把上述水力-力学本构模型和曲线及所识别的参数应用于基于非饱和土的多孔多相介质理论的有限元数值模型上，对一个模拟实际工程问题的Benchmark考题作了考核，取得了满意的结果。     

一种预估非饱和土渗透系数的方法

基于Wei＆Muraleetharan的多孔介质热动力学混合物理论模型的基础,并结合一定变化规律的基质吸力序列,建立了给定基质吸力序列作用下利用多步流动试验瞬态溢出量数据确定非饱和土渗透系数的方法。通过对低液限粉土、低液限黏土的多步流动试验研究发现,利用瞬态溢出量数据的拟合来确定非饱和土渗透系数的方法得到的各基质吸力作用下试样渗透系数的预估值,与联合测试系统测得的各基质吸力作用下试样的渗透系数接近。     

非饱和多孔介质中弹性波动响应分析

基于多孔介质理论,考虑固体颗粒的压缩性和孔隙中两相流体的黏滞性等因素,利用颗粒间吸应力表示的有效应力公式,通过固相、液相及气相的质量和动量平衡方程,建立了非饱和多孔弹性介质的三相动力学控制方程.针对一维问题,考虑表面受到阶跃荷载作用的情形,首先运用Laplace积分变换并结合问题的非齐次边界条件给出了Laplace域内的动力响应解答;其次利用Laplace数值逆变换得到了问题在时域内的级数解,通过和已有的分析结果进行比较,验证了解答的正确性,并且数值验证了非饱和多孔介质中P₂波和P₃波的存在;最后通过数值算例,就非饱和土的剪切模量、孔隙率和渗透系数以及固体颗粒的压缩性等因素对土体波动响应的影响进行了参数分析.