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水-气-颗粒固体三相混合系统的流体动力学

蒋亦民 刘佑

水-气-颗粒固体三相混合系统的流体动力学

蒋亦民, 刘佑
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  • 按照经典物理中处理混合物的一般热力学方法, 将近年来报道的颗粒固体流体动力 学进一步推广到孔隙被水和气填充的情形, 建立了其自由能的初步模型. 水-气-颗粒三相体系是与岩土工程和地质灾害密切相关的材料, 但其经典宏观物理基础却一直未能全面澄清.目前用于分析这类混合物力学行为的基本工程理论含Darcy渗流定律、Terzaghi有效应力及其运动方程(即本构方程)等内容. 通过与经典物理对比, 本文澄清了渗流对应于不同相之间的质量扩散, 有效应力与这类材料特有的体积填充形式自由能有关, 这两部分内容工程与物理是一致的.目前的分歧具体体现在材料建模对象上, 前者认为是本构方程, 而后者是自由能和迁移系数. 该分歧的解决将是建立这类材料的连续介质物理基础、突破本构方法面临的困境的一个关键.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11274390)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-10
  • 修回日期:  2013-07-10
  • 刊出日期:  2013-10-05

水-气-颗粒固体三相混合系统的流体动力学

  • 1. 中南大学物理与电子学院, 长沙 410083;
  • 2. 蒂宾根大学理论物理研究所, 德国, 蒂宾根 72076
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11274390)资助的课题.

摘要: 按照经典物理中处理混合物的一般热力学方法, 将近年来报道的颗粒固体流体动力 学进一步推广到孔隙被水和气填充的情形, 建立了其自由能的初步模型. 水-气-颗粒三相体系是与岩土工程和地质灾害密切相关的材料, 但其经典宏观物理基础却一直未能全面澄清.目前用于分析这类混合物力学行为的基本工程理论含Darcy渗流定律、Terzaghi有效应力及其运动方程(即本构方程)等内容. 通过与经典物理对比, 本文澄清了渗流对应于不同相之间的质量扩散, 有效应力与这类材料特有的体积填充形式自由能有关, 这两部分内容工程与物理是一致的.目前的分歧具体体现在材料建模对象上, 前者认为是本构方程, 而后者是自由能和迁移系数. 该分歧的解决将是建立这类材料的连续介质物理基础、突破本构方法面临的困境的一个关键.

English Abstract

参考文献 (18)

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