COMSOL地球科学-溶质运移-theory

ci cPi ci θs + ρb + [ θ s D Li ci ] = u ci + RLi + RPi + Sci t c t
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Fluid, Solid, and Gas rxns c = aqueous concentration cP = adsorbed concentration cG = gas concentration θs = fluid volume fraction ρb = bulk density av = gas volume u = fluid velocity DL = liquid dispersion tensor DG = gas dispersion tensor RL = aqueous reactions RP = solid reactions RG = gas reactions Sc = solute source
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应用模式属性（Application Mode Properties） 应用模式属性（ ）
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溶质运移 “Saturated Porous Media”模式 “Variable Saturated Porous Media”模式
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Linear Freundlich Langmuir
滞留因子RF — 表征污染物在迁移过程中相对于水流被滞后的程度
ρb c p u a RF = 1 + = θ s c u c
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对流、吸附和阻滞 同饱和溶质运移应用模式 水动力弥散 在前述基础上补充了流体-气体弥散张量 在前述基础上补充了流体 气体弥散张量 2D system
θDLGii
uj ui2 = α1 + α 2 + θDmτ L + aDG kGτ G u u ui u j u
2
θDLGij = θDLGjiτ L = (α1 α 2 )
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保守非保守形式
c c c θs + ρb P + av G + [ θ s DLc + av DG cG + uc] = ΣRL + ΣRP + ΣRG + S c c c t
c c c θs + ρb P + av G + [ θ s DLc + av DG cG ] = uc + ΣRL + ΣRP + ΣRG + Sc c c t
Sorption and Retardation — 吸附、解吸以及阻滞 吸附、 cP — adsorbed concentration 应用模式提供三种预定义的计算方式
cP = Kc cP = K F c N cP = K L sc 1 + K Lc
cP =K c cP = NK F c N 1 c cP KLs = c 1 + K L c 2
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Radioactive decay--liquid Radioactive decay--solid Creation from parent cLi --liquid ci Creation from sorbed parent cPi --solid
ln 2 cPi λPi ci
RLk = θ sζ Li ci c RPk = ρbζ Pi Pi ci
COMSOL Multiphysics“地球科学模块” 地球科学模块” 地球科学模块 中级培训 ——溶质运移 溶质运移
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反应 增加了气相
c av G c λGi c c RG = ζ av G c c RG = ln 2
Radioactive decay--gas Reaction--gas
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“Variable Saturated Porous Media”模式 模式
c c c θs + ρb P + av G + [ θ s DLc + av DG cG + uc] = ΣRL + ΣRP + ΣRG + S c c c t
Hydrodynamic Dispersion — 水动力弥散 机械弥散与分子扩散共同作用的结果，形成了水动力弥散。
θ s DLxx θ s DLyy θ s DLzz u2 v2 w2 = α1 + α 2 + α 3 + θ sτ L Dm u u u v2 u2 w2 = α1 + α 2 + α 3 + θ sτ L Dm u u u w2 u2 v2 = α1 + α 2 + α 3 + θ sτ L Dm u u u uv u uw u vw u
Fluid and Solid rxns
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反应— Reactions 环境中的化学反应会影响溶质运移，比如生物降解、放射性衰退、变质、 发热、吸热反应等。用户可以指定偏微分方程等式右端的反应项。 通常的反应包括：
RLi = θ s RPi = ρb
ln 2
λLi
ci ci
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内容
“Saturated Porous Media”模式偏微分方程 “Variable Saturated Porous Media”模式偏微分方程
对流 吸附和阻滞 水里扩散 反应 保守和非保守公式
应用模式属性（Application Mode Properties） 求解域控制方程设定（Subdomain Settings） 边界条件设定（Boundary Settings） 点、边设定（Point and Edge Settings）
保守和非保守形式 在地球科学溶质运移应用模式有保守和非保守形式的控制方程可以选用 保守形式的控制方程——适用可压缩流体，流体的密度在空间是变化的
θs
ci c c + ρb Pi i + [ θ s D Li ci + uci ] = RLi + RPi + Sci t c t
非保守形式的控制方程——适用不可压缩流体，不可压缩流体对流项速度 的散度是0
Advection — 水平对流 溶质随着运动着的流体移动的过程称为对流。 追踪溶质粒子的位置是通过平均线性流速 u a — the vector of average linear fluid velocities
u ua = θs
θs代表流体体积含水率，对于自由流体其值为1，对于多孔介质，为 孔隙率，值在0.1-0.5之间。 对于溶质输送应用模式，用户提供的是通过多孔介质单位面积的流体速度， 比如特定的或者达西定律计算出的流网的流速。而不是孔隙内流体的流速 ua
“Saturated Porous Media”模式 模式
cP c θs + ρb c t + [ θ s DL c + uc] = ΣRL + ΣRP + S c
吸附
水动力弥散
对流
c = solute concentration cP = adsorbed concentration θs = fluid volume fraction u = fluid velocity ρb = bulk density DL = dispersion tensor RL = aqueous reactions RP = solid reactions Sc = solute source
θ s DLxy = θ sτ DLyx = (α1 α 2 ) θ s DLxz = θ sτ DLzx = (α1 α 3 ) θ s DLyz = θ sτ DLzy = (α1 α 3 )
பைடு நூலகம்
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