二维格子逾渗结构多孔介质渗透率的研究

通过对2万个不同随机结构直接求解Stokes方程,研究格子逾渗结构多孔介质中低Reynolds数流动渗透率的随机分布特性和标度律关系的结果表明,分形多孔介质渗透率与宏观上统计均匀多孔介质渗透率之间存在着本质差异.对Darcy定律适用的宏观上统计均匀多孔介质,渗透率趋于常数,与系统尺度和具体结构无关;而对分形多孔介质,渗透率依赖于系统尺度和具体结构,其统计分布呈X2分布.在逾渗的临界点附近,多孔介质中的流动渗透率和电导率具有相同的标度律关系,不同精度的计算网格之间不存在本质的差异.     

逾渗集团中的分形粘滞指进

构造了具有不同逾渗概率的逾渗集团。在逾渗集团中，认为侯道半径分别服从Rayleigh分布和Beta分布，采用超松驰技术，模拟了逾渗集团中的粘滞指进。计算了粘滞指进分维，结果表明，增加逾渗概率，降低粘滞比可增加指进的分维。在粘滞比趋于无穷的极限情形下，指进的分维和DAL的结果吻合。孔隙介质的几何拓扑很强地影响驱替过程和粘滞指进的结构。驱扫效率主要依赖网格的尺寸和粘滞比。     

逾渗模型阈值附近的非线性特性

逾渗阈值附近非线性的特性有着极大的探索空间，文中对不同孔隙通道联结率下的逾渗规律进行了分析.在渗流阈值附近，一些新的现象在模拟中被发现：（1）其压力分布类似自然流域地形分布，而全部联通时压力分布类似平缓的斜坡；（2）流体微团的扩散特性受结构影响很大，逾渗阈值附近流体微团的穿越时间分布有一个非常长的拖尾.结构上的自相似性使扩散过程也表现出标度特性（自相似性），在看似随机的扩散过程中，蕴含了一定的“秩序”；（3）扩散密度函数具有不同空间尺度上的自相似特征，非常类似大自然中1/f 噪声和多重分形时间序列.     

逾渗理论及聚合物脆韧转变逾渗模型

在介绍逾渗理论的历史发展及其描述方法的基础上,总结了聚合物共混体脆韧转变(BDT)中的逾渗模型的提出、发展及应用。并指出对BDT逾渗模型的进一步研究具有很明显的科学意义和实际意义．提出了可深入着手研究的五个方向,即建立系列聚合物和系列共混体系的逾渗模型、将其宏观性能与组分特征参数建立联系、展开脆韧转变的逾渗理论的过程研究、进行纳米共混物脆韧转变的逾渗研究以及聚合物体系逾渗过程的计算机模拟．     

固体颗粒在逾渗多孔介质中的吸附特性

采用数值计算的方法,通过求解描述低速流体流动的Stokes方程以及简化的颗粒运动方程,初步得到颗粒在逾渗多孔介质中的运动轨迹,并在此基础上,求得颗粒与多孔介质内表面的碰撞概率,进而研究颗粒的被吸附特性.数值结果表明均匀多孔介质和分形多孔介质对颗粒的吸附存在本质差异.颗粒流出概率(实际中常表示为出口悬浮液中的颗粒浓度)与多孔床深度间的指数关系仅对均匀多孔介质成立,而对分形多孔介质并不成立.     

二维格子逾渗结构多孔介质渗透率以及非达西因子的研究

通过直接求解Navier-Stokes方程,研究在格子逾渗结构多孔介质中的中、低Reynolds数流动渗透率k以及非达西因子β的标度律关系.在逾渗临界点pc,k以及β与系统尺度L间具有标度关系k∝L-μ1,β∞Lμ2其中μ1≈1.0,μ2≈2.0.在非pc点,对足够大的L,k和β趋于常数;且在pc点附近,有k∝(p-pc)α1,β∝(p-pc)-α2,其中α1≈4/3,α2≈8/3.与粘性流相比,有限Reynolds数下渗流的阻尼系数具有更大的临界指数.     

硅橡胶-炭黑导电橡胶的逾渗特性研究

以炭黑为导电相填充硅橡胶制备导电橡胶,并基于Matlab软件建立了相应体系的逾渗模型,对比研究了炭黑含量及粒径对导电橡胶体系粒子逾渗特性和导电性能的影响。结果表明,当炭黑粒径一定时,炭黑含量是影响所制导电橡胶导电性能的重要因素,当炭黑含量达到逾渗阈值,材料电阻急剧减小,炭黑粒径越小,所制材料的逾渗阈值越低。不同炭黑粒径下,导电橡胶体系的分形维数均随着炭黑含量增加而增大,并且炭黑粒径越小,体系分形维数越小,而分形维数较小的体系在逾渗状态前形成导电集团的能力更强。对比实验和数值模拟结果可知,本文构建的逾渗模型能较好地反映硅橡胶-炭黑导电橡胶中导电相的结合特性。     

多孔硅分形的初步研究

用扫描隧道显微表征了多征硅的表面结构，发现它的Ｈａｕｓｄｏｒｆｆ维数Ｄ的值为１．８８，与逾渗模型的值相等。     

跳跃电导的一种逾渗模型

本文用逾渗理论方法,研究了非晶材料中电子跳跃电导率σ与分数维d_f之间的关系,并指出在此电子输运过程中,费米能级附近的电子定域态分布有可能呈分形特征。     

逾渗理论在循环流化床脱硫中的应用

运用逾渗理论和Ｖｏｒｏｎｏｉ堆砌模型探讨了煅烧石灰石的孔隙结构和内孔扩散特性，并建立了循环流化床脱硫模型，讨论了流动、床温、Ｃａ／Ｓ比、循环物料量等因素对脱硫效果的影响，计算结果与试验数据吻合良好。     

多层网络上的逾渗相变

 逾渗模型的机制虽然简单,但是它涉及到统计物理与非线性物理中的众多理论与问题,在一些网络化的自然、技术与社会系统中,逾渗模型都得到成功应用。近年来,为了刻画更为复杂的相互作用系统,多层网络的概念被提出。而相应系统上的逾渗问题研究,也进一步引起研究人员关注。在这些研究中,逾渗模型不但成功解决了一些现实问题,其本身也展现出一些新现象,例如不连续相变。本文介绍了多层网络上逾渗模型的基本机制及相关连通性的度量,讨论了其中不连续相变的涌现与系统维度的关系,并对相关理论解析方法做简单介绍。     

分形子动力学及分形子对固体输运性质的影响

综述了逾渗系统的统计分形性质、逾渗网络的动力学，分形子概念的引入及其特殊的态密度，色散关系和超局域的性质，分形子存在的实验证据以及研究分形子的。讨论了分形子（振动分形子或磁分形子）对金属玻璃中的类近藤效工对稀释磁体中电输运、半导体中激子驰豫动力学、分形结构导体的转变温度、正常态电阻温度关系及分形子超局域化的语气等问题进行了研究。     

半连续Ag膜的分形结构与光学性质

用真空蒸镀法在ＫＢｒ晶体上制备半连续Ａｇ膜，膜的复盖率由０．３至０．８．由电镜观察膜的形貌随复盖率ｐ的变化：当ｐ很小或很大时为均匀膜；当ｐ接近临界阈值ｐｃ时为不均匀膜．测定了膜的形貌参数随ｐ的变化．及试样在２．５～１２．５μｍ波段的透射光谱．当ｐ＜ｐｃ时，透射率随波长增加而增大；当ｐ＞ｐｃ时，透射率则随波长增加而下降．当ｐｐｃ时，透射率与波长无关，即出现光学逾渗效应．最后，讨论了沉积与凝聚对膜几何参数的影响     

三维分形聚集生长的计算机模拟

采用AGG模型(AggregationGenerationbyGenerationModel)在3种不同的近邻条件下和5种不同尺寸的网格中分别模拟了三维分形聚集体的生长过程,并计算了相应的逾渗阈值和分形维数。计算结果表明,分形聚集的逾渗阈值仅取决于空间维数和近邻条件,与模型的网格大小无关,是分形系统固有的临界属性。生长概率等于逾渗阈值时,聚集体可以无限生长并保持分形维数恒定;此时,分形维数只是空间维数的函数。     

基于声发射定位技术岩石破坏逾渗特征研究

通过单轴加载条件下岩石破坏声发射实验,分析了岩石在受载过程中破坏单元的演化规律,对岩石破坏过程中的逾渗特征进行了探讨.分析结果表明:声发射定位事件反映了岩石内部微裂纹产生、扩展的演化过程,基于声发射定位事件对岩石内部破坏单元进行划分,能够反映破坏单元从无序分布向有序集中的自组织演化过程.岩石失稳破坏前,破坏集团数目与破坏集团规模——数目的负幂指数均出现增长变缓的趋势,反映了破坏单元的大面积贯通过程,岩石由稳定的破裂阶段转变为非稳定的破裂阶段.在破坏单元达到一定概率时应变开始突发式增长.基于声发射定位事件对破坏单元进行划分,从物理实验的角度研究岩石逾渗问题,具有实际应用价值.     

逾渗集团中的粘滞指进

构造了具有不同占据概率的逾渗的集团，在逾渗集团中，认为喉道半径服从贝塔分布，采用超松驰技术，模拟了逾渗     

YBa2Cu3O6＋x高温超导体的临界温度与氧含量关系的逾渗…

本文提出了一种局域氧有序的限制逾渗模型，从理论上计算出了ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ６＋ｘ高温超导体临界温度Ｔｃ与氧含量之间的关系曲线，与实验曲线符合得非常好，并对Ｔｃ－ｘ实验曲线上出现的“台阶”现象进行了分析。随着ｘ的增加出现了两种结构相变：四方相到正交相，正交（Ｉ）相到正交（Ⅱ）相的转变。这些转变有逾渗机制。     

逾渗集团中的粘滞指进

构造了具有不同占据概率的逾渗集团．在逾渗集团中，认为喉道半径服从贝塔分布，采用超松弛技术，模拟了逾渗集团中的粘滞指进．获得了粘滞指进分维的一个普适公式，结果表明，增加逾渗概率，降低粘滞比可增加指进的分维，提高采收率．在粘滞比M→∞的情形下，指进的分维和DAL的结果吻合．孔隙介质的几何拓扑很强地影响驱替过程和粘滞指进的结构．此外，驱扫效率主要依赖网格的尺寸和粘滞比．     

非固结多孔介质突破压力的逾渗模型

为了揭示流体在多孔介质内的多相流动与驱替过程的机理 ,根据逾渗理论提出了突破压力的概率模型 ,运用重整化方法求解了简单立方体孔隙拓扑结构和一定孔隙尺寸分布下的三维网络发生“突破”时的临界概率 ,以确定多孔介质的突破压力与多孔介质孔隙率、渗透率、流体物性和临界概率的函数关系。理论预测结果与窄筛分砂的突破压力实验结果相一致。研究结果还表明 ,突破压力的数值依赖于介质孔隙网络的配位数