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World File Search System多孔介质
多孔介质中的对流传热
在过去几十年中，多孔媒体的流量和对流传热方面的基本和应用研究受到了学术界和工业研究人员的关注。这是由于该研究领域在广泛的工程应用中的重要性，该应用涉及多孔材料，或者可以作为多孔介质建模。其中包括地理应用（即增强的地热系统和碳存储），生物系统，太阳能系统，金属泡沫热交换器，多孔燃烧器，航空航天系统的蒸腾冷却，电子设备的热管理以及聚合物电解质燃料电池（PEFCS）。应用的其他示例包括干燥技术，催化反应堆，组织置换，药物输送，晚期医学成像和用于组织工程的多孔脚手架。广泛的讽刺应用鼓励我们在该领域工作和研究多年，我们通过其中了解了有关多孔材料中对流传热的大量信息。在该领域进行了彻底的研究之后，我们发现在多孔媒体中在对流领域执行的数学，数字和实验方法和方法有很多，并且在此问题中现有书籍和出版物已经包括在内。尽管如此，在多孔媒体中（例如，多孔媒体中的热通量分叉），高级工程应用（例如燃料电池）和新的数值方法（例如，lattice boltzmann方法）尚未包含在现有的书籍中。因此，本书试图介绍和讨论多孔媒体中对流传热的这些新方面，最集中于实践方法及其高级应用。尽管我们已经做出了彻底的努力来涵盖多孔材料中对流的最重要和讽刺的方法，挑战和应用，但作者可能已经错过了一些方面。我们希望这本书为读者（学生，教授，科学家和工程师）提供实用的方法和应用，以及在多孔材料中对流传热领域中最富有成果的信息。总的来说，拟议中的书应该由3个部分和17章组成。第一节专门介绍了多孔媒体中对流（自然和强迫）的基础。第二节分配给了多孔介质的对流主题，其中将讨论多孔介质中的芯吸和干燥，双分散多孔介质，孔隙规模分析和晶格鲍尔茨曼方法的对流。第三节专门针对多孔媒体中对流的最新且有趣的应用。因此，在本节中，提出了新发现的工业应用程序。
HyStorPor 多孔介质储氢
Hassanpouryouzband, A.、Yang, J.、Tohidi, B.、Chuvilin, EM、Istomin, V. 和 Bukhanov, BA，2019 年。利用冻土和未冻土沉积物中烟气水合物的形成进行地质 CO2 捕获和储存：方法开发、实时尺度动力学特性、效率和包合物结构转变。ACS 可持续化学与工程。
饱和多孔介质中的生物热对流
Ulavathi S. Mahabaleshwar ca 乌克兰国家科学院单晶体研究所，Nauky Ave. 60，哈尔科夫 31001，乌克兰 b VN Karazin 哈尔科夫国立大学 4，Svoboda Sq.，哈尔科夫，61022，乌克兰 c 达万格雷大学 Shivagangotri 数学系，达万格雷，印度 577 007 *通讯作者：michaelkopp0165@gmail.com 收到日期：2022 年 9 月 23 日；修订日期：2022 年 10 月 30 日；接受日期：2022 年 11 月 3 日 纳米流体和微生物饱和的多孔介质中的热对流研究是许多地球物理和工程应用的重要问题。纳米流体和微生物混合物的概念引起了许多研究人员的兴趣，因为它能够改善热性能，从而提高传热速率。此特性在电子冷却系统和生物应用中都得到了广泛的应用。因此，本研究的目的是研究在垂直磁场存在下，多孔介质中的生物热不稳定性，该介质被含有旋转微生物的水基纳米流体饱和。考虑到自然和技术情况下都存在外部磁场，我们决定进行这项理论研究。使用 Darcy-Brinkman 模型，对自由边界的对流不稳定性进行了线性分析，同时考虑了布朗扩散和热泳动的影响。使用 Galerkin 方法进行这项分析研究。我们已经确定传热是通过没有振荡运动的稳态对流完成的。在稳态对流状态下，分析了金属氧化物纳米流体（Al 2 O 3 ）、金属纳米流体（ Cu 、Ag）和半导体纳米流体（ TiO 2 、SiO 2 ）。增加钱德拉塞卡数和达西数可显著提高系统稳定性，但增加孔隙度和改变生物对流瑞利-达西数会加速不稳定性的开始。为了确定热量和质量传输的瞬态行为，应用了基于傅里叶级数表示的非线性理论。在较短的时间间隔内，过渡的努塞尔特数和舍伍德数表现出振荡特性。时间间隔内的舍伍德数（质量传输）比努塞尔特数（热传输）更快达到稳定值。这项研究可能有助于海洋地壳中的海水对流以及生物传感器的构造。关键词：纳米流体、生物热对流、洛伦兹力、热泳动、布朗运动、旋转微生物、磁场 PACS：44.10.+i、44.30.+v、47.20.-k 1. 简介 土力学、地下水水文学、石油工程、工业过滤、粉末冶金、核能等领域的许多理论和实践研究都是基于对多孔介质流动物理学的研究。石油工程师和地球物理流体动力学家对多孔介质中的此类流动非常感兴趣。多孔介质中液层的热不稳定性问题尤为重要。Ingham 和 Pop [1] 以及 Nield 和 Bejan [2] 对大多数多孔介质对流研究进行了出色的综述。Vadasz [3] 在最近的一篇综述中详细研究了旋转多孔介质中的流体流动和传热问题。随着纳米技术的进步，尺寸小于一百纳米的物体已经发展起来。这种纳米尺寸的物体称为纳米颗粒。Choi [4] 建议将这些纳米颗粒悬浮在基液（称为纳米流体）中，以提高基液的导热性和对流传热。因此，纳米流体开始在工业中得到广泛应用，例如冷却剂、润滑剂、热交换器、微通道散热器等等。 Buongiorno [5] 广泛研究了纳米流体中的对流输送，并致力于解释在对流下观察到的额外传热增加。Tzou [6] 使用 Buongiorno 传输方程研究了纳米流体在从下方均匀加热的水平层中对流的开始，发现由于纳米颗粒的布朗运动和热泳动，临界瑞利数比普通流体低一到两个数量级。由于纳米流体在传热现象中具有显著的特性，因此需要研究多孔介质中的纳米流体。Kuznetsov 和 Nield [7]-[8] 使用 Brinkman 模型研究了充满纳米流体的多孔介质中热不稳定性开始的情况，其中考虑了布朗运动和纳米颗粒热泳动。他们发现，纳米颗粒的存在可能会显著降低或增加临界热瑞利数，这取决于基本纳米颗粒分布是上重还是下重。此外，Bhadauria 和 Agarwal [9] 以及 Yadav 等人 [10] 扩展了热不稳定性问题，包括纳米流体的应用十分广泛，例如润滑剂、热交换器、微通道散热器等等。Buongiorno [5] 广泛研究了纳米流体中的对流输送，并着重解释对流下观察到的额外传热增加。Tzou [6] 使用 Buongiorno 传输方程研究了纳米流体在从下方均匀加热的水平层中对流的开始，发现由于纳米颗粒的布朗运动和热泳动，临界瑞利数比普通流体低一到两个数量级。由于纳米流体在传热现象中具有显著的特性，因此需要研究多孔介质中的纳米流体。Kuznetsov 和 Nield [7]-[8] 使用 Brinkman 模型研究了饱和纳米流体的多孔介质中热不稳定性他们发现，纳米颗粒的存在可能会显著降低或增加临界热瑞利数，这取决于基本纳米颗粒分布是上重还是下重。此外，Bhadauria 和 Agarwal [9] 以及 Yadav 等人 [10] 扩展了热不稳定性问题，包括纳米流体的应用十分广泛，例如润滑剂、热交换器、微通道散热器等等。Buongiorno [5] 广泛研究了纳米流体中的对流输送，并着重解释对流下观察到的额外传热增加。Tzou [6] 使用 Buongiorno 传输方程研究了纳米流体在从下方均匀加热的水平层中对流的开始，发现由于纳米颗粒的布朗运动和热泳动，临界瑞利数比普通流体低一到两个数量级。由于纳米流体在传热现象中具有显著的特性，因此需要研究多孔介质中的纳米流体。Kuznetsov 和 Nield [7]-[8] 使用 Brinkman 模型研究了饱和纳米流体的多孔介质中热不稳定性他们发现，纳米颗粒的存在可能会显著降低或增加临界热瑞利数，这取决于基本纳米颗粒分布是上重还是下重。此外，Bhadauria 和 Agarwal [9] 以及 Yadav 等人 [10] 扩展了热不稳定性问题，包括
在多孔介质中启用大规模氢存储
氢作为''更有效的能量存储区域的真正范式转移，尤其是对于工业规模上的可再生能源''而IPCC的1.5 1 C报告7指出，氢必须作为限制全球变暖的燃料替代起着重要的作用，并导致能源密集型工业的排放减少。大规模的氢存储可以帮助减轻可再生能源产生，间歇性以及季节性和地理约束的主要缺点。可再生能源在很大程度上取决于季节性波动的大气事件（例如阳光水平和强度，风力8,9），当每年变化但稳定的能源需求结合使用时，会导致可再生能源过量或缺陷。因此，没有能源存储的可再生能源无法满足整个系统的能源需求。10,11
在多孔介质中启用大规模氢存储
氢作为''更有效的能量存储区域的真正范式转移，尤其是对于工业规模上的可再生能源''而IPCC的1.5 1 C报告7指出，氢必须作为限制全球变暖的燃料替代起着重要的作用，并导致能源密集型工业的排放减少。大规模的氢存储可以帮助减轻可再生能源产生，间歇性以及季节性和地理约束的主要缺点。可再生能源在很大程度上取决于季节性波动的大气事件（例如阳光水平和强度，风力8,9），当每年变化但稳定的能源需求结合使用时，会导致可再生能源过量或缺陷。因此，没有能源存储的可再生能源无法满足整个系统的能源需求。10,11
带有导电/密封故障的多孔介质的耦合HDG/DG方法
地下流动问题对于许多科学和工程领域（例如地球物理学，环境科学，碳氢化合物提取和地热能量生产）来说都是有趣的。断层是地质结构，是流离失所的不连续性。在地下流量问题中，故障可以充当流体流动的导管或障碍，具体取决于断层的渗透性。这些断层结构可能会导致流体流动的显着变化，因此了解断层的相互作用（作为导管或屏障），而流体流对于应用很重要。在本文的其余部分中，我们将指向导管（通常称为裂缝）是导致断层和障碍物作为密封断层的。在[27]中提出了带有导电和密封故障的地下流的数学模型。他们进一步分析了此问题的混合有限元方法。在这项开创性的工作后，文献中出现了许多关于离散的地下流动流的作品。其中包括杂化高阶方法[11]，内部惩罚不连续的盖尔金方法[25]，连续不连续的盖尔金方法[31]，一种杂交内部惩罚方法[23] [23]，一种混合的虚拟元素方法[5]，一种有限元方法[24]，一种杂物元素方法[9]杂物[9]杂物[9]，莫尔特（Mortar Arimation hybr A），效率分别效率[28]，效率分别效应[28]。 29]和有限体积方法[12]。在昏暗维域上定义了多孔 - 矩阵流的darcy方程。但是，故障中的流体流量被建模为（dim-1）维域上的流量问题。在本文中，为了离散这个跨二维问题，我们提出了一种耦合的双重混合混合杂交不连续的Galerkin（HDG）方法和内部罚款不连续的Galerkin（IPDG）方法。HDG方法最初是在[14]中引入的，是一种减少传统不连续Galerkin方法的计算成本的方法。这是通过以促进静态凝结的方式引入新面部未知数来实现的。在网格的（dim-1）维定义的这些新面孔的引入，以及它们与网格昏暗细胞上未知的细胞耦合的耦合，但是，也为处理缺陷流动流动的多孔 - 矩形问题的二维问题提供了自然框架。使用双重矩阵流的昏暗维数darcy方程是使用双
从单速度Baer-Nunziato和Kapila Systems的两相多孔介质系统的定量推导
hal是一个多学科的开放访问档案，用于存款和传播科学研究文件，无论它们是否已发表。这些文件可能来自法国或国外的教学和研究机构，也可能来自公共或私人研究中心。
图形卷积网络用于模拟多孔介质中的多相流量和传输
多孔介质中多相流体动力学的数值模拟对于地球地下的许多能量和环境应用至关重要。数据驱动的次要模型为高保真数字模拟器提供了计算廉价的替代方案。虽然常用的卷积神经网络（CNN）在近似部分微分方程解决方案方面具有强大的功能，但CNN处理不规则和非结构化的模拟网格仍然具有挑战性。然而，地球地下的模拟模型通常涉及与复杂的网格网格的非结构化网格，从而限制了CNN的应用。为了应对这一挑战，我们基于图形卷积网络（GCN）构建了替代模型，以近似多孔介质中多相流和传输过程的空间 - 周期解。我们提出了一种适合耦合PDE系统双曲线特征的新GCN体系结构，以更好地捕获传输动力学。2D异质测试案例的结果表明，我们的替代物以高精度预测压力和饱和状态的演变，并且预测的推出对于多个时间步中仍然稳定。此外，基于GCN的模型可以很好地推广到训练数据集中看不见的不规则域几何和非结构化网格。
不饱和多孔介质中粪便指标细菌的运输和保留：瞬态水流的影响
摘要用于生产清洁饮用水的摘要，即在瞬态水流中不饱和区域中细菌重新启动的过程至关重要。尽管含有含水的含水层补给是处置病原体的有效方法，但人们担心沉淀后的重新固定。可以更好地了解最初保留在多孔培养基中的细菌如何由于瞬态水含量，运输实验和大肠杆菌和肠球菌摩拉维氏菌的建模而释放到地下水中。用细菌悬浮液接种沙丘砂柱后，以24小时的间隔进行了三个降雨事件。收集了从沙柱中的EF充足，以分析细菌突破曲线（BTC）。降雨实验后，确定了砂柱中的细菌分布。使用不同的模型概念（包括一站动力学附件/脱离（M1），Langmuirian（M2），Langmuirian和Blocking（M3）和两站点附件/分离（M4），使用不同的模型概念（M1），Langmuirian（M2）和两站附件（M4）对收集的BTC和ProFEL保留进行建模。接种后，几乎99％的细菌保留在土壤中。M1和M2细菌模型在观察到的浓度和建模浓度之间具有很高的一致性，并且附着和脱离是在水流中具有频率的多孔培养基中调节细菌运动的两种显着机制。在体验结束时，大多数细菌仍在5 cm至15 cm的深度范围内发现。我们的实验表明，大肠杆菌在沙质土壤中比大肠杆菌更可移动。这项研究的结果还表明，不饱和区是土壤表面和地下水微生物污染之间的重要障碍。需要进行后续研究，以完全理解调节在沙丘砂中未诱发的区域中细菌重新临床的变量。