研究人员提出了多孔介质流固耦合稳定化有限元方法

多孔介质渗流-应力耦合模型(Biot模型)在岩土工程领域有着重要应用。岩土结构的响应是固体骨架与孔隙流体之间相互作用的结果。为了预测结构行为,常常采用有限元法对Biot方程进行数值求解。然而,当流体或固体不可压缩或接近不可压缩以及多孔介质渗透系数非常小时,方程变得病态,引起数值解的不稳定,出现孔隙流体压力紊乱的现象。要解决这个问题,所采用的单元需要满足Babuska-Brezzi条件或其等价的Zienkiewicz分片插值试验条件。遗憾的是,经常采用的等阶插值形式的常规有限单元(如双线性四边形Q4P4单元,图1)并不满足上述条件,无法保证计算的稳定性。为此,通常是换用位移插值函数比孔压插值函数高一阶的二次单元(即Taylor-Hood单元,如Q9P4,图1)来保证“安全”。虽然通过增加中间节点的办法增强了单元弯曲性能,同时也保证了耦合求解的稳定性,但这样带来的前处理和计算的开销却几乎成倍增加。因此,为了保证计算效率,基于低阶......阅读全文

研究人员提出了多孔介质流固耦合稳定化有限元方法

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多国科研人员共同探讨多孔介质研究

  日前,“第二届国际多孔介质协会中国年会暨第四届数字岩心分析技术国际研讨会”在中国石油大学(华东)举行。  来自中国、美国、德国等六个国家高校、科研院所及企业的百余名研究人员齐聚一堂,就孔隙级流动模拟、数字岩心分析技术、多尺度和多物理场问题求解等领域的相关问题进行了广泛交流与深入探讨,展示了多孔介

多孔介质中流动稳定性研究取得新进展

  多孔介质中的流体流动是自然界和工程实际中的普遍现象,例如在石油化工、燃料电池、热管与蒸腾冷凝、液体润滑、生物渗透介质、材料凝固过程以及地下水在土壤中的流动等,这些流动及其不稳定性问题是目前流体动力学研究领域的热点课题之一。   中科院力学研究所国家微重力实验室(NML)“流体

液固吸附色谱仪表面多孔和全多孔型硅胶的性能比较

液固吸附色谱仪硅胶固定相按结构可分表面多孔型硅胶和全多孔型硅胶。性能比较如下:一、平均粒度:1、表面多孔型硅胶:30~40um2、全多孔型硅胶:5~10um二、比表面积:1、表面多孔型硅胶:1~1.5m2/g2、全多孔型硅胶:400~600m2/g三、样品容量:1、表面多孔型硅胶:0.05~0.1

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稳定化单元Q4P4S大幅提高Biot方程的计算精度和稳定性

  多孔介质渗流-应力耦合模型(Biot模型)在岩土工程领域有着重要应用。岩土结构的响应是固体骨架与孔隙流体之间相互作用的结果。为了预测结构行为,常常采用有限元法对Biot方程进行数值求解。然而,当流体或固体不可压缩或接近不可压缩以及多孔介质渗透系数非常小时,方程变得病态,引起数值解的不稳定,出现孔

中科院成立流固耦合系统力学等31个院重点实验室的通知

中国科学院关于成立流固耦合系统力学等31个院重点实验室的通知   院属各有关单位:   为加强我院科研基地建设,促进基础研究、应用基础研究和社会公益性研究工作持续、稳定地发展,经院长办公会议批准,决定成立以下31个中国科学院重点实验室。现将有关事项通知如下:   一、重点实验室名称、依托单位及

武汉岩土所建立岩土介质化学力学耦合新理论

  岩土介质均含有多种组份,通常具有带电性。在温度变化、化学作用、物理扰动等环境荷载作用下,这类介质表现出强烈的化学-力学耦合效应以及复杂的工程力学行为,有效模拟这些复杂效应与行为是解决许多重大科学和工程问题所面临的关键难题之一。在发生物理化学作用的情况下,传统THMC理论在描述岩土介质的行为特性时

低场核磁共振技术在石油与多孔介质中的应用

测试参数1.岩石、岩屑、多孔介质1.T2截止值                        2.孔隙度                           3.渗透率4.黏土束缚流体饱和度     5.毛管束缚流体饱和度   6. 可动流体饱和度7.含油饱和度                

新研究!多孔介质材料让自主水下机器人“游”得更远

  近日,中国科学院沈阳自动化研究所科研团队提出了一种可提高自主水下机器人续航力的方法,通过采用多孔介质材料作为耐压壳体表层,降低航行阻力,可使自主水下机器人在外形和电池容量不变的情况下“游”得更远,相关成果发表于Ocean Engineering。  目前,大多数自主水下机器人通过自身携带能源供电

环境土界面力学理论研究获进展

环境土体具有组构高度复杂、性态动态多变的特征。而传统理论依赖本构模型和达西定律描述特定条件范围土体力学行为和低速渗流问题,难以准确反映实际复杂贮存环境下土体剧烈演化性态和非线性流动。因此,构建能够精确描述土体力学特性和传输行为的理论体系是该领域的热点。中国科学院武汉岩土力学研究所研究员薛强团队基于环

液固吸附色谱仪全多孔型硅胶固定相简介

液固吸附色谱仪全多孔型硅胶固定相分无定形全多孔型硅胶和球形全多孔型硅胶。一、无定形全多孔型硅胶:1、特点:(1)粒度一般为5~10um,粒度分布比较均匀。(2)比表面积约300m2/g。(3)理论塔板数可达50000块/m。(4)载样量大。(5)容易制备。(6)价格低。2、不足:(1)涡流扩散大,渗

液固吸附色谱仪全多孔型硅胶固定相简介

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中美德等六国研究人员-探讨多孔介质研究与发展方向

  日前,“第二届国际多孔介质协会中国年会暨第四届数字岩心分析技术国际研讨会”在中国石油大学(华东)举行。  来自中国、美国、德国等六个国家高校、科研院所及企业的百余名研究人员齐聚一堂,就孔隙级流动模拟、数字岩心分析技术、多尺度和多物理场问题求解等领域的相关问题进行了广泛交流与深入探讨,展示了多孔介

气固色谱仪高分子多孔微球固定相的特点

高分子多孔微球是用苯乙烯与二乙烯苯共聚所得到的交联多孔共聚物,是新型的有机合成固定相,既可作为气固色谱仪固定相,也可作为气液色谱仪载体。高分子多孔微球特别适合有机物中痕量水的分析,也可用于多元醇、脂肪酸、腈类和胺类等分析。具有以下特点:1、由于是人工合成的,可控制其孔径大小和表面性质。2、表面积大,

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多孔整体材料在固相微萃取中的应用研究进展

实际样品基底和组成复杂、干扰物质多、目标物含量较低,因此难以直接对其进行分析检测。为了减少样品基底的干扰和提高分析检测灵敏度,在进行分离分析前必须进行合适的样品前处理。由于传统的样品前处理技术如离心、蒸馏、过滤、液-液萃取等方法存在劳动强度大、操作时间长、步骤繁琐、使用有机溶剂量大等缺点,因此发展简

电渗电动现象的应用

单位场强下的液体移动速度称为电渗速度。液体的电渗速度与固液两相间的ξ电势成简单的正比关系,所以可以利用电渗来测量ξ电势,但此法只限于能形成毛细管或多孔介质的材料。电渗技术在工业中常用于, [1]  增强微流道内的流体混合, [2]  驱除产品中的水分,制备多孔介质材料, [3]  控制生物芯片中的液

污染源多环芳烃采样管固液气多种介质采集

  1 概述   采用电加热恒温和半导体冷凝技术,用于采集烟道或废气排放管道中半挥发性有机物样品。   2 主要特点   2.1 采用高防腐不锈钢材料及高强度ABS,外形美观。   2.2 低压直流供电,使用安全可靠。   2.3 具有自动加热,半导体制冷功能,能对颗粒态、蒸汽态和气态

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基于微流控芯片的固相萃取技术简介

目前,国内外针对微流控芯片上样品的前处理的方法和技术研究越来越多,最主要的技术有过滤、膜分离、液-液萃取、固相萃取、等速电泳和场放大堆积等。这些方法各有特色和优势,有的兼具样品提取和富集的功能。特别是固相萃取技术,其富集倍数甚至可达10^5,超过某些专门的样品富集技术。与其他前处理方法相比,固相萃取

研究揭示碳封存地层流体流动对孔隙储层声传播特性的影响规律

随着温室效应的加剧,有效监测CO2的运移状况成为研究热点。掌握地震接收响应与CO2注入及封存过程中声学接收响应的影响规律,是地震方法监测封存安全性的关键依据。岩石物理实验的CT观测显示,驱替和渗吸过程中流体的流动特征存在差异,声学测量实验证实了这一过程会导致声学响应特征变化。然而,目前沿用的孔隙介质

农用无人机与水稻冠层流固耦合研究获新突破

华南农业大学工程学院副教授文晟团队在国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金等项目的资助下,在农用无人机下洗流场与水稻冠层的双向流固耦合研究方面取得新进展。近日,相关成果在线发表于《生物系统工程》(Biosystems Engineering)。论文第一作者、华南农业大学工程学院硕士研究生麦燕

垃圾填埋场好氧通风修复过程多组分气体迁移定量预测

  垃圾填埋场的好氧生态修复一直是全球环境领域关注的热点问题。垃圾填埋场好氧通风的主要方式是将空气注入到垃圾堆体中,使其内部形成良好的氧环境而促使垃圾中的有机物加速降解。掌握氧气随时间和空间的分布特征,是确定好氧通风系统设计和运行参数的关键。氧气在垃圾堆体内流动的过程中会与堆体内部产生的甲烷发生化学

磁耦合的耦合类型

  耦合按从强到弱的顺序可分为以下几种类型:  (1)内容耦合。当一个模块直接修改或操作另一个模块的数据,或者直接转入另一个模块时,就发生了内容耦合。此时,被修改的模块完全依赖于修改它的模块。这是最高程度的耦合,也是最差的耦合。  (2)公共耦合。两个以上的模块共同引用一个全局数据项就称为公共耦合。

什么是多孔材料?

多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料,孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。多孔材料可表现为细或粗的粉体、压制体、挤出体、片体或块体等形式。其表征通常包括        孔径分布和总孔体积或孔隙度的测定。在某些场合,也需要考察其孔隙形状和流通性,并测定内表面和外表面面积。

谷物风选中气固流态化的分级和分离特性

谷物加工中,可以认为,必须有大量空气的参与,才能够实现安全生产,也才能够形成现代化的加工工艺,这尤其表现在谷物的清理流程中。以气流分离轻杂和粉尘控制耗用风量最大,而且有逐渐加大的趋势。物料流经鼓风式净度仪具有一定开孔率的多孔板时,受到穿过多孔板的具有一定速度的气流作用,物料沸腾或流态化, 具有显著的

过程工程所开发出快速焦耳热耦合球磨固相混合法

贵金属硫族化合物具有丰富的晶体构型,兼具成本优势,在电催化领域展现出潜在的应用价值。中国科学院过程工程研究所研究员杨军、刘卉和徐文青,开发出耦合球磨固相混合和快速焦耳热法,用以实现贵金属硫族化合物纳米材料的普适性制备。近日,相关研究成果发表在《先进功能材料》(Advanced Functional

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淬火介质

工件进行淬火冷却所使用的介质称为淬火冷却介质(或淬火介质)。理想的淬火介质应具备的条件是使工件既能淬成马氏体,又不致引起太大的淬火应力。常用的淬火介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。● 水水是冷却能力较强的淬火介质。优点: 来源广、价格低、成分稳定不易变质。缺点: 冷却能力不稳定,易使工件变形或