摘要：借助光滑粒子流體動力學(xué)(SPH)方法,本文從流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動和溶質(zhì)擴(kuò)散的物理本質(zhì)出發(fā),設(shè)計并進(jìn)行孔隙尺度下多孔介質(zhì)中溶質(zhì)運(yùn)移的仿真實(shí)驗,進(jìn)而分析多孔介質(zhì)彌散度影響因素,并討論彌散度與多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系。通過離散化N-S方程和Fick擴(kuò)散方程,建立描述孔隙水流動的SPH水動力模型和描述溶質(zhì)分子擴(kuò)散的擴(kuò)散模型,求解出在低Pe數(shù)下對流擴(kuò)散方程的一維定解問題,檢驗了模型的準(zhǔn)確性。在高Pe數(shù)流場中,進(jìn)行了恒定流速的黏性流體穿透多孔介質(zhì)薄層的仿真實(shí)驗,計算結(jié)果可準(zhǔn)確模擬出過水?dāng)嗝嫔细髁黧w質(zhì)點(diǎn)的流速差異、流體質(zhì)點(diǎn)在多孔介質(zhì)中的彌散過程以及流體質(zhì)點(diǎn)的迂曲繞流過程;通過建立三段理想化的孔隙通道模型,發(fā)現(xiàn)在迂曲路徑相同時,速度差對機(jī)械彌散度仍有顯著影響。最后,為探究彌散度與多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系,生成了多組隨機(jī)粒徑的二維多孔介質(zhì)進(jìn)行溶質(zhì)穿透仿真實(shí)驗。計算結(jié)果表明,彌散度與流速變異系數(shù)、迂曲度、迂曲路徑差以及不均勻系數(shù)大致呈正相關(guān),與孔隙率呈負(fù)相關(guān)。