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数值模拟方法验证光透法监测流体饱和度的有效性：以非均质孔隙介质中的水/气两相流为例

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高校地质学报 2016年第3期22卷 572-579页

作者：莫龙庭乔文静章艳红叶淑君吴吉春表生地球化学教育部重点实验室南京大学地球科学与工程学院南京210023

光透法作为一种安全经济的非侵入监测方法广泛应用于室内砂箱多相流实验中,但该方法在局部空间点上结果的可靠性尚缺乏验证。鉴于当前难以采用实验手段直接进行局部监测点取样验证光透法结果,本文以非均质孔隙介质中的水/气两相流为例,... 详细信息

光透法作为一种安全经济的非侵入监测方法广泛应用于室内砂箱多相流实验中,但该方法在局部空间点上结果的可靠性尚缺乏验证。鉴于当前难以采用实验手段直接进行局部监测点取样验证光透法结果,本文以非均质孔隙介质中的水/气两相流为例,基于砂箱实验开展了数值模拟研究以进行论证。研究表明:(1)模拟结果中气体在非均质含水层中的迁移规律、展布形态和饱和度分布总体上再现了光透法的测量结果。(2)数值模拟和光透法得到的6个局部点饱和度数据在各时刻均拟合较好。同时选取12个时刻共5316个监测点的饱和度数据进行分析,其决定系数达0.94,这表明模拟结果从统计角度较好地验证了光透法在局部点监测上的有效性,两者间的差异主要由人工填砂导致的介质"不均匀"引起。(3)气体总量方面,实测排水值、模拟结果与光透法计算结果均拟合较好。因此数值模拟结果系统地验证了光透法监测流体饱和度的有效性。

关键词：光透法数值模拟有效性验证饱和度水/气两相流非均质孔隙介质

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非均质孔隙介质中两相流的光透法应用研究

水文地质工程地质 2015年第2期42卷 112-119页

作者：乔文静叶淑君吴吉春南京大学地球科学与工程学院/表生地球化学教育部重点实验室江苏南京210046

地下水中非水相液体(Non-aqueous Phase Liquid,NAPL)的流动及其曝气修复技术是典型的两相流问题。基于实际地下水含水介质的普遍非均质性,本文应用光透法对非均质孔隙介质中两相流进行了定量试验研究,设计了两组砂箱实验,研究气体和重... 详细信息

地下水中非水相液体(Non-aqueous Phase Liquid,NAPL)的流动及其曝气修复技术是典型的两相流问题。基于实际地下水含水介质的普遍非均质性,本文应用光透法对非均质孔隙介质中两相流进行了定量试验研究,设计了两组砂箱实验,研究气体和重非水相液体(DNAPL)在非均质孔隙介质中的迁移规律,应用了水/气两相和水/NAPL两相饱和度计算模型。实验结果表明:气体主要由不规则通道向上运动,遇到低渗透性透镜体时在其下方堆积,并开始横向运动,绕过透镜体后继续向上运动,最终在砂箱顶部形成连续气体分布,注气速度越大,气体运移范围越宽;DNAPL在自身重力作用下克服毛管压力向下迁移至低渗透性透镜体,DNAPL无法克服该介质的毛管压力,停止垂向入渗,并在其表面堆积,开始横向运移,绕过透镜体后继续向下运动,最终在砂箱底部形成连续DNAPL污染池。均质介质中建立的计算流体饱和度的水/气模型及水/NAPL模型与实验结果较吻合,可用于非均质多孔介质中水/气相和水/NAPL相饱和度的计算。

关键词：非均质孔隙介质重非水相液体气体饱和度光透法模型应用

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光透法测试粉末粒度计算方法的改进

粉末冶金技术 1989年第1期7卷 45-47页

作者：陈先行无锡钻探工具厂

经改进的光透法测试粉末粒度计算方法的原理是:同种粉末各不同粒径颗粒在特定的条件下有它固定的沉降高度。把这个固定的沉降高度制成“温度—沉降高度曲线板”,使曲线板上各点依次对应于由仪器记录下来的粉末沉降曲线。这样,可以很简... 详细信息

经改进的光透法测试粉末粒度计算方法的原理是:同种粉末各不同粒径颗粒在特定的条件下有它固定的沉降高度。把这个固定的沉降高度制成“温度—沉降高度曲线板”,使曲线板上各点依次对应于由仪器记录下来的粉末沉降曲线。这样,可以很简便地读出所需各粒径的透光量。此方法省去了为确定被测试粉末所需各粒径的沉降高度而进行的繁琐计算过程,可节省计算及采集数据点时间的80％左右,且精度高、差错少。

关键词：粉末光透法粒度计算粒度测试仪

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基于空间滤波效应的光透法测量粒子速度

辽宁大学学报（自然科学版） 2004年第1期31卷 1-3页

作者：孙定源石玉珠周桂贤吴新杰辽宁大学物理系辽宁沈阳110036

介绍一种利用透过光束宽度对气固两相流中随机粒子浓度起伏等引起的流动噪声信号的空间滤波作用,由测量流动噪声功率谱的带宽计算固相粒子速度的方法,文中给出了仿真和初步实验结果.

关键词：空间滤波效应光透法粒子速度两相流激光透射

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非饱和带排水及吸水过程中水分分布特征研究

高校地质学报 2023年第6期29卷 934-944页

作者：张圣山卫云波顾熙湖州中交投资发展有限公司湖州313000 河海大学地球科学与工程学院南京210013 南京大学地球科学与工程学院南京210023

非饱和带对发生在地表—地下水之间的水量交换以及溶质运移起到关键的控制作用,发生在非饱和带中的渗流过程,本质上是水相和气相相互驱替的过程。深入理解非饱和带中的水/气运动过程,对于地下水水量和水质的管理以及可持续利用具有重要... 详细信息

非饱和带对发生在地表—地下水之间的水量交换以及溶质运移起到关键的控制作用,发生在非饱和带中的渗流过程,本质上是水相和气相相互驱替的过程。深入理解非饱和带中的水/气运动过程,对于地下水水量和水质的管理以及可持续利用具有重要意义。文章通过室内二维砂箱实验,研究了排水吸水过程中,非饱和带含水量分布的变化特征。采用光透射法监测排水吸水循环过程中含水量的分布状况,发现由于孔隙尺度不稳定排水现象的存在,湿润锋附近排水过程中的含水量横向波动(0.145~0.175)要大于吸水过程(0.150~0.165)。含水量分布在排水过程和吸水过程之间的差异说明了孔隙尺度的一些常见过程能够对达西尺度下的水分运动过程造成影响,而不是在提升尺度的过程中被简单抵消掉。

关键词：非饱和带水分分布排水—吸水过程光透法

光透法定量两相流中流体饱和度的模型及其应用

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环境科学 2014年第6期35卷 2120-2128页

作者：章艳红叶淑君吴吉春南京大学地球科学与工程学院表生地球化学教育部重点实验室南京210093

基于光透法定量流体饱和度的原理及其在两相流中的应用,设计了两组密封砂箱实验来研究气体或重非水相流体(DNAPL)在饱和孔隙介质中的迁移,观察了气体或DNAPL在孔隙介质中的迁移规律,应用并验证了2个水/气两相流中的光强-饱和度(LIS)模型... 详细信息

基于光透法定量流体饱和度的原理及其在两相流中的应用,设计了两组密封砂箱实验来研究气体或重非水相流体(DNAPL)在饱和孔隙介质中的迁移,观察了气体或DNAPL在孔隙介质中的迁移规律,应用并验证了2个水/气两相流中的光强-饱和度(LIS)模型,特别是建立并应用了适用于NAPL/水两相流系统的2个新LIS模型.结果表明,气体以不规则的"指状"通道向上迁移直到在砂箱顶部聚集,最终形成连续的气体分布;TCE由于自身重力的影响向下迁移直至砂箱底部,最终在砂箱中形成不规则的污染羽并在砂箱底部形成污染池.利用实验结果应用并验证4个光透法模型得到:2个水/气系统中LIS模型(WG-A和WG-B)整体适用于本实验数据;2个NAPL/水系统的LIS模型(NW-A和NW-B)得到与实测资料较吻合的结果,其中基于单个孔隙水驱替假设的模型NW-A与实验结果更加接近,对量化多孔介质中的NAPL/水系统各相饱和度具有一定的参考意义.

关键词：孔隙介质 NAPL 气体光透法模型

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光透法定量粗糙裂隙生物堵塞下的隙宽

水文地质工程地质 2017年第6期44卷 118-125页

作者：章艳红叶淑君吴吉春罗跃南京大学地球科学与工程学院/表生地球化学教育部重点实验室江苏南京210093 东华理工大学水资源与环境工程学院江西南昌330013

基于光透法定量测量裂隙隙宽的原理及在两相流中的应用,设计了一组二维粗糙裂隙模拟装置研究微生物在裂隙地下水系统中的运移行为,首次定量研究了生物堵塞过程中隙宽及分布的变化。研究结果表明:微生物大多以离散菌簇状形态存在,未能形... 详细信息

基于光透法定量测量裂隙隙宽的原理及在两相流中的应用,设计了一组二维粗糙裂隙模拟装置研究微生物在裂隙地下水系统中的运移行为,首次定量研究了生物堵塞过程中隙宽及分布的变化。研究结果表明:微生物大多以离散菌簇状形态存在,未能形成明显的连续生物膜,不同空间位置微生物分布具有一定的随机性,本试验中微生物接种和营养注入方式决定了微生物集中分布在裂隙底部区域;微生物生长造成裂隙平均隙宽的下降(从1 181μm降低为1 086μm,下降8.04%),此外,基于光透法测量的不同空间位置隙宽(除2个点外)在微生物生长过程中都有所下降,两次微生物接种后点2处隙宽下降最明显(从1 275μm减少到1 081μm),下降了194μm,约为15.22%。光透法作为一种高效无损的室内监测手段,将其应用于裂隙介质的生物堵塞尤其是定量计算生物膜厚度的研究中,对裂隙中生物堵塞研究具有重要的参考意义。

关键词：裂隙生物堵塞隙宽光透法