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我校环境学院万军伟教授团队在孔隙介质渗流研究中取得进展

来源:中国地质大学研究生院 作者:发稿时间:2016-12-13 16:58浏览次数:

(通讯员 张妍)近日,我校环境学院万军伟教授研究团队在国际著名期刊《国际传热传质》(T1)发表论文。研究发现,达西线性渗流定律是忽略惯性力作用下非线性渗流规律的近似表征。在相同的流速条件下,这种近似表征的误差随着粒径的增加而增大,因此粗颗粒介质中更容易观测到非达西流动。

达西定律是描述孔隙介质中地下水运动的基本方程,是地下水动力学最基本和最重要的定律。近年的研究发现随着渗透流速(或水力梯度)的增大,地下水运动规律逐渐偏离达西线性渗流方程,非达西流动问题已成为渗流理论领域的研究热点。

自然界中的同一流场,常常存在达西流和非达西流两种流态共存,确定非达西流的时空分布是应用非达西流理论解决实际问题的前提。以往的研究认为:砂性土中的地下水渗流,在雷诺数Re<(1~10)间某一数值的层流运动条件下,达西定律是成立的。但对于颗粒直径不同的介质,该临界雷诺数的值不同。通过大量室内控制性渗流实验,万军伟教授研究团队发现:达西线性渗流定律是忽略惯性力作用下非线性渗流规律的近似表征。在相同的流速条件下,这种近似表征的误差随着粒径的增加而增大,因此粗颗粒介质中更容易观测到非达西流东。为了建立适用于不同介质中非达西流的统一判据,该团队从孔隙尺度渗流阻力的组成的角度出发,以惯性力项与粘滞力项之比作为新的雷诺数来判定达西流标准,以忽略的惯性力项产生的误差作为判定标准,建立以特定误差条件下的非达西流判据。

论文第一作者李仲夏是我校环境学院2016级博士,师从万军伟教授。该生获得2016学年度“博士研究生国家奖学金”。