水力扩散系数是什么?

Question

我难以把握哪些属性描述土壤的水力扩散系数(有时称为土壤湿度扩散系数的基础上扩散方程)。

什么水力扩散系数描述和它是如何与水力传导率?

Answer 1

让我们通过一些定义。我不会讨论这个的推导,但你可以看出来,如果你想在我提供的来源。

我们发现自己在一个多孔介质,所以我们将总是一些体积填充系数\θ美元的水在岩石。

(版权k·罗斯,海德堡大学)

然后我们可以开始渗透系数,可以被定义为$ $ K = \压裂{\θ\左< \ kappa \微分算符P \ >}{\μ}$ $这里我们有相当一些符号澄清:

• \θ是美元的当地填充分数水含水层
• \μ是美元分子扩散系数
• 方括号\美元左<…\右>表示美元在微观宏观平均含水层结构由渗透率\ kappa美元和当地的压力梯度。渗透率本身是一种封装多么简单的水可以通过给定的几何流。

这是我能找到最严格定义在我的笔记。然而不可用讲座在互联网上,所以你必须相信我的话。我只是提到这是我不知道你更感兴趣在理论方面,或者是务实的。

务实的做法通常是简单的状态达西定律q = - $ $ K \压裂{dh} {dz} $ $有关水的质量流量q = \ρv美元水头的梯度。我们现在看到,流速会从压力梯度,但通过微观性质强烈修改封装在K。

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的水力扩散系数你搜索然后写成$ $ D = \压裂{K}{年代}$ $ S蓄水分数,与S \ sim \θ美元(不是严格正确的)。所以在某种程度上这只取消\θK美元和美元出现在压力扩散方程:$ $ \ partial_t P = D \δP $ $,因此D给压力干扰的地方扩散速度(这是有趣的而不是音速在含水层c_s美元!)

我们可以现在说,教育的目的,$ K美元和美元D之间的区别只是\θ美元美元。这是有意义的,当我们看看上下文出现这两个参数:K美元给的流体质量的力量,更好的填充体积,质量流。

压力,然而并不关心的水流动,到处都存在,水是坐在一个给定的时刻,所以其传播的系数不依赖于体积的填充。

你可以查找推导过程为例在这里。在评论中告诉我,如果有什么不清楚。