多相滲流的案例
COMSOL顆粒夾雜多孔介質多相材料達西滲流模擬
在實際工程中滲流路徑往往不是單一材料，如滲流發生在夾雜碎石的土體中，這就造成滲流的復雜性。這里采用兩項材料通過COMSOL達西定律模塊對滲流進行模擬。
模型采用CAD隨機球體顆粒&過渡區插件建立后導入到COMSOL軟件內。
模型包括滲流發生的外側基體、內部顆粒、顆粒及基體過渡區（ITZ）三部分組成，由于內部顆粒的滲透系數遠小于基體，因此可將其省略，邊界置為無流動。設置過渡區的目的是在實際情況中，土體及內部碎石顆粒間往往會有孔隙，這就造成了接觸面的實際滲透率遠高于土體，模型剖切面如下。
模型設置左右兩側的水頭差，最終壓力及流速模擬結果如下。
展開 一鍵算出材料缺陷+3D建模黑科技
行業定制化方案
材料科學版：集成JMatPro熱力學數據庫，可直接預測相變對微觀結構的影響
生物醫學版：內置DICOM-RT模塊，支持放療劑量分布與器官三維模型的融合分析
石油地質版：獨家提供數字巖心仿真流模塊，可模擬多相滲流過程
3.
我們生活的年代，力學正在如何發展
力學與其他學科的交叉
所為學科的交叉可分三類：1)學科內部不同分支交叉，例如流體彈性力學；2)兩不同學科間的交叉，例如物理力學；3)兼有前兩者的特點，例如爆炸力學、物理化學滲流、生物力學等。
交叉學科并非兩個學科或分支學科的簡單加合，它基于源學科又有區別，它的發展有利于發展新學科并促進源學科的發展。
20世紀力學已經與工程交叉產生了工程力學，與地學結合產生了地球流體力學，與生命科學和醫學結合產生了生物力學等等。
21世紀力學與其他學科的交叉必將進一步加強,較為重要的當屬力學與生命科學、力學與地學得交叉及物理力學。下屬領域可能取得重大進展：
1)地球動力學，核心問題有：板塊運動的源驅動力；地幔對流的流體力學理論；地震機制。
2)大氣與下墊面間的相互作用及傳熱、傳質過程 ——統稱為大氣邊界層理論。
3)環境與災害力學包括環境污染、氣象災害、地質災害、地震災害及防治和其他自然與工業災害等。
4)滲流力學問題，特別是裂縫介質中的多相滲流規律的研究，從而解決二次和三次采油新技術。
20世紀30年代A. Hill因骨骼肌收縮原理的研究獲得諾貝爾獎。但作為獨立的分支學科——生物力學卻在60年代得到快速發展，近年生物醫學工程得到迅速建立和發展。
生物力學主要涉及(1)生物流變學；(2)生理流動的力學規律；(3)器官力學；(4)細胞力學；(5)人體和其它生物的運動學。已經取得了許多重要成果。
21世紀生物力學將沿著已有方向前進，一方面和生物學各分支結合，另一方面與醫學和生物生化制品相結合。
生物醫學工程有望在21世紀得到重大發展，組織工程將是它的前沿，而生物力學則是其基礎。
生物力學還將為生物反應器和分離器的設計提供科學依據、新方法和新技術。
植物的生物力學研究也將作為改善生態環境、提高農產品產量的一部分而被列入21世紀研究日程。
展開 我們生活的年代，力學正在如何發展
力學與其他學科的交叉
所為學科的交叉可分三類：1)學科內部不同分支交叉，例如流體彈性力學；2)兩不同學科間的交叉，例如物理力學；3)兼有前兩者的特點，例如爆炸力學、物理化學滲流、生物力學等。
交叉學科并非兩個學科或分支學科的簡單加合，它基于源學科又有區別，它的發展有利于發展新學科并促進源學科的發展。
20世紀力學已經與工程交叉產生了工程力學，與地學結合產生了地球流體力學，與生命科學和醫學結合產生了生物力學等等。
21世紀力學與其他學科的交叉必將進一步加強,較為重要的當屬力學與生命科學、力學與地學得交叉及物理力學。下屬領域可能取得重大進展：
1)地球動力學，核心問題有：板塊運動的源驅動力；地幔對流的流體力學理論；地震機制。
2)大氣與下墊面間的相互作用及傳熱、傳質過程 ——統稱為大氣邊界層理論。
3)環境與災害力學包括環境污染、氣象災害、地質災害、地震災害及防治和其他自然與工業災害等。
4)滲流力學問題，特別是裂縫介質中的多相滲流規律的研究，從而解決二次和三次采油新技術。
20世紀30年代A. Hill因骨骼肌收縮原理的研究獲得諾貝爾獎。但作為獨立的分支學科——生物力學卻在60年代得到快速發展，近年生物醫學工程得到迅速建立和發展。
生物力學主要涉及(1)生物流變學；(2)生理流動的力學規律；(3)器官力學；(4)細胞力學；(5)人體和其它生物的運動學。已經取得了許多重要成果。
21世紀生物力學將沿著已有方向前進，一方面和生物學各分支結合，另一方面與醫學和生物生化制品相結合。
生物醫學工程有望在21世紀得到重大發展，組織工程將是它的前沿，而生物力學則是其基礎。
生物力學還將為生物反應器和分離器的設計提供科學依據、新方法和新技術。
植物的生物力學研究也將作為改善生態環境、提高農產品產量的一部分而被列入21世紀研究日程。
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多孔介質滲流現象
編譯：葛越峰 上海安世亞太流體應用工程師
文章首發：上海安世亞太官方訂閱號（搜索：PeraShanghai）
聯系我們：021-58403100
本文共計2489字，閱讀時間預計8分鐘
滲流的概念
滲流是指流體在多孔介質內的流動。滲流現象廣泛存在于人造材料和自然界中。如地下水的開發、石油的開發、天然氣收集、煤炭的開采等都需要對滲流進行分析研究。
滲流力學主要研究流體在多孔介質內的運動規律，是流體力學的一個分支。
但同時又與多孔介質理論、表面物理、物理化學、固體力學和生物學等學科交叉滲透，是一門綜合的學科。當前的研究主要集中在單相滲流理論、多相滲流理論、雙重介質滲流理論、滲流基本定律和多孔介質理論。
滲流理論的應用面也很廣。
如在生物醫療領域、海水入侵，水利水電工程、農林工程、凍土工程等都需要對滲流進行分析。
研究滲流區域內水頭或地下水位的分布，滲流對建筑物基底的作用力，區域內滲流量，滲流速度以及滲流對多孔結構的影響等。
按其應用范圍，大致可以劃分為地下滲流、工程滲流、生物滲流3個方面。
CFD仿真在多孔介質中的運用
ANSYS Fluent 中Porous Zone可以分析液體在多孔介質中的流動趨勢。
本次以簡單模型，模擬液體在多孔介質內的流動情況。
▲上圖陰影區域對應下面視頻中的多孔介質區域
滲透與滲流
實際生活中往往觀察到的是液體向固體縫隙內部滲透的現象，為了分析這一現象，我們引入了滲流概念。
滲透
地下水在巖石孔隙或多孔介質中的運動，液體在彎曲孔隙中流動，速度各不相同。為了研究地下水的整體運動特征，引入滲流的概念。
滲流
具有實際水流的運動特點（流量、水頭、壓力、滲透阻力），并連續充滿整個含水層空間的一種虛擬水流；是用以代替真實地下水流的一種假想水流。
展開 第二十九屆全國水動力學研討會在江蘇成功舉辦
近十年來，我國學者在空化機理、空泡流的實驗與數值模擬，以及在解決重大工程的水動力學關鍵技術等方面做出了重要的貢獻，涌現了多篇ESI高被引論文，得到國際空泡水動力學界的高度關注。空化與空泡流研究無疑是本次會議的一大亮點。
水波及其與海洋結構物的相互作用是水動力學的一個傳統研究方向。本次會議中，供有3個分會場主題報告、有23個分會場報告，涉及重力毛細波的環形聚焦、隨即波在珊瑚礁地形上傳播的SPH模擬、多浮體的群遮蔽效應（cloaking）、孤立波與多孤立波的相互作用、海嘯波模擬等。
帶自由表面復雜流動的數值模擬與實驗技術研究成為本次會議另一個亮點。新加坡南洋理工大學王錫坤教授做了題為“PIV and its applications of cylinder structures”的大會邀請報告，詳細介紹了PIV技術的發展現狀及發展趨勢，給出了多樁柱繞流的流場PIV測量結果及流動特征。與船舶與海洋工程、水利工程、水力機械、環境工程等工程領域相關的CFD方法及其應用研究呈現豐富多彩的景象，共有35個分組主題報告和分組報告，涉及湍流數值模擬與基于Omega渦識別方法的流場表征、渦激振動與流固耦合、入水砰擊與液倉晃蕩、多相流域滲流等。
學科創新發展出現新趨勢。本屆“周培源水動力學獎”二等獎獲得者、中國船舶科學研究中心鄒明松研究員做了題為“船舶三維聲彈性理論及應用”，在吳有生院士建立的帶航速浮體水彈性理論與分析系統的基礎上，發展了船舶三維聲彈性理論及分析方法，具有很好的工程應用前景。此外，在移動接觸線動力學、超疏水表面水下減阻、海洋新能源、拓展位移淺水方程等方面均有出色的基礎研究成果發表。
為了表彰和培植水動力學界的后備人才，《水動力學研究與進展》編委會與中國力學學會流體力學專業委員會從2015年起設立了“學生優秀論文獎”。
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