УДК:539.3
2016
Страницы: 362-377

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА МНОГОМАСШТАБНОГО УСРЕДНЕНИЯ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССОВ МАССОПЕРЕНОСА В ГЕОМАТЕРИАЛАХ ОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

, ,

Аннотация:

В данной работе осуществляется моделирование процессов массопереноса в геоматериалах органического происхождения, содержащих газ в нанопорах органических включений, а также микропорах и микротрещинах неорганической матрицы. Органические включения предполагаются рассеянными в неорганической матрице. Распределение структурных неоднородностей среды предполагается периодическим. В предлагаемой модели рассматриваются процессы молекулярной диффузии и фильтрации газа через систему микротрещин и пор, а также переходы молекул газа из связанного в свободное состояние во включениях органического материала. Мы пренебрегаем проницаемостью нанопор органических включений и считаем, что основными механизмами переноса в них являются поверхностная диффузия десорбированного газа и молекулярная диффузия свободного газа. Органические включения в геоматериалах характеризуются малыми размерами и для описания процессов массопереноса в поровом пространстве содержащем поры нано- и микро размеров необходимо использовать многомасштабные модели описания физических процессов в структурно неоднородных материалах. В предположении существования пространственного разделения масштабов и возможности выделения представительных элементов объема предлагается модель двух поровых пространств, описывающая процессы массопереноса в неорганической матрице, включениях органического происхождения и возможность переноса свободного газа из включений в матрицу. Многомасштабное усреднение было применено к уравнениям массопереноса, дополненным уравнением состояния газа, изотермой адсорбции и законом фильтрации Дарси. В результате усреднения определяющих уравнений с соответствующими начальными и граничными условиями была получена и решена макроскопическая задача массопереноса с эффективными характеристиками среды. Усредненное макроскопическое уравнение содержит источник, который характеризует обмен веществом между органическими включениями и неорганической матрицей. Эффективные коэффициенты определялись из решения нелинейной краевой задачи на ячейках периодичности.

12

Ссылка:

Власов Александр Николаевич, Саваторова Виктория Леонидовна, Талонов Алексей Владимирович ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА МНОГОМАСШТАБНОГО УСРЕДНЕНИЯ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССОВ МАССОПЕРЕНОСА В ГЕОМАТЕРИАЛАХ ОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ // Механика композиционных материалов и конструкций - 2016 - Том 22 - №3 - c: 362-377
Уважаемые авторы! В связи с включением журнала «Механика композиционных материалов и конструкций» в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе
125040, Россия, Москва, Ленинградский пр., 7
+7 495 946-18-06, mkmk@iam.ras.ru