分形多孔介质的孔隙特性对气体扩散的影响

采用随机行走方法建立了分形多孔介质生成模型，生成的颗粒在形貌上与真实多孔颗粒接近，且能够反映其固有分形特征。在此模型基础上，根据经典分子动理论建立扩散控制方程，对气体在多孔介质中的扩散进行数值模拟。分析了比表面积、平均孔径、孔隙率等孔隙特性参数对扩散的影响，获得了分形多孔介质中气体扩散系数与平均孔径的函数关系。结果表明，扩散系数随平均孔径的增大以幂函数形式增大，相应的指数表征扩散系数对平均孔径的敏感度，其值随孔隙率的增大呈线性减小。