不同胶结度的多孔介质中溶质横向弥散的孔隙尺度模拟研究

侯玉松; 胡晓农; 吴吉春

doi:10.13745/j.esf.sf.2023.9.32

地学前缘 ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (3) : 59 -67. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2023.9.32

沉积作用与沉积环境

不同胶结度的多孔介质中溶质横向弥散的孔隙尺度模拟研究

侯玉松 ¹^,^* ,
胡晓农 ¹ ,
吴吉春 ²^,^*

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Pore scale simulation study of transverse dispersion of solute in porous media with different cementation degrees

Yusong HOU ¹^,^* ,
Xiaonong HU ¹ ,
Jichun WU ²^,^*

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摘要

深入理解、精确刻画溶质孔隙尺度横向弥散行为是揭示溶质运移现象内在机制、提高溶质运移模拟精度的关键。基于孔隙尺度模拟方法研究了不同胶结度的多孔介质中溶质横向弥散特征。结果表明:当胶结度增大时,溶质横向弥散程度有所增强,但与纵向弥散相比增强幅度较小,且在模拟的胶结度范围内横向弥散未展现显著的尺度效应。研究还发现多孔介质中横向弥散系数D_T与纵向弥散系数D_L间的差异程度不是固定不变的,而是随着溶质运移距离逐渐增大最终达到稳态的过程,并且D_L/D_T的渐进值及达到渐进值所需时间均受胶结度的影响。因此,将D_T视为比D_L小一个数量级的值与溶质实际弥散行为存在较大偏差。同时,通过对比不同介质中流体流速横向、纵向分量概率密度及溶质对流速率概率密度的差异,揭示了以上溶质横向弥散特征变化及其与纵向弥散特征变化不同的内在机制。