土壤孔隙空间形态结构对扩散和热传导的影响

使用SAXS和NMR、MRI、SEM等测量不同土样、多孔玻璃等的粒子大小分布、孔隙大小分布、分形维数、多重分形参数、空间关联长度等结构参数。之后一方面对不同样品进行扩散、传热实验，然后将实验结果带入分数阶导数的扩散和热传导方程拟合参数。另一方面，依据结构参数用计算机来生成虚拟多孔介质，并在其上使用有限元方法模拟扩散和传热。最后分析实验和模拟结果来找到扩散系数等动力学参数对结构参数的依赖关系。..现实意义：为准确预测土壤中各种气体、溶质的输运、扩散；地下含水层系统中各种重金属,农药,病毒的迁移；提供先进方法和技术支撑。理论意义：理解扩散的发生机制；发现扩散过程对分形和无序体系的结构参数的依赖关系；建立能解释实验上观察到的偏离Darcy定律的反常扩散现象的输运方程；有助于相应的反应扩散方程的理论发展；澄清动力学弥散和纯扩散两者之间的差别。