微尺度多孔介质中非牛顿流体传输特性研究

微尺度多孔介质中的非牛顿流体传输过程在能源环境、化工食品、生物医学等领域中广泛存在。建立微尺度多孔结构中非牛顿流体传输特性的数学模型，并发展相应的格子－Boltzmann数值方法，从介观及微观层面，通过理论分析和数值模拟，揭示双电层效应、非等温效应以及微极性流体效应对非牛顿流体传输特性的影响机理与规律。采用硅刻网络通道(填砂与不填砂)等实验模型，对非牛顿流体在微尺度多孔介质中的传输过程开展可视化实验研究，查明非牛顿流体在孔隙介质中的滞留、附着行为及流体与固体骨架之间的相界面效应。通过将实验结果与模型数值预测结果进行比较，最终建立起一套高效的预测微尺度多孔介质中非牛顿流体传输特性的理论模型与数值算法。研究结果对能源、生物及环境等涉及微观传递过程的工程领域均具有一定的指导价值。