From pore scale to continuum scale modeling of infiltration

نفوذ آب در خاک در مقیاس پیوسته به طور معمول با استفاده از معادله ریچاردز مدل شده است. این نیاز به خواص مؤثر مواد، ویژگی های احتباس آب و عملکرد هدایت پذیر هیدرولیکی ندارد. در طول نفوذ، فاز گازی با ساختار متخلخل پیوسته آب می شود. این امر پدیده هایی مانند خطوط نفوذ نامنظم، عدم تعادل هیدرولیکی و هیسترزیز را ایجاد می کند که در نهایت مربوط به فرایندهای مقیاس منافذ می باشد. در این کار، نفوذ در مقیاس منافذ با استفاده از مدل شبکه حفاری که در آن ساختار منافذ می تواند به ساختار واقعی با توجه به توزیع اندازه ذرات و توپولوژی منافذ سازگار شود، شبیه سازی شده است. ما پویایی افقی حد متوسط ​​از آب و پتانسیل آب را به نتایج بدست آمده از معادله ریچاردز مقایسه می کنیم. این شواهد نشان می دهد که نمایندگی شبکه حفره با پویایی ماکروسکوپی معمول در مقیاس پیوسته سازگار است. با این حال، با فرض فازهای غیر قابل تقسیم و غیر متراکم، منجر به غوطه ور شدن غیرواقعی گاز در مدل شبکه می شود. ما نتیجه گرفتیم که مکانیزم هایی که منجر به آزاد شدن فاز گاز فشرده شده در رسانه های متخلخل طبیعی می شوند، در مدل شبکه های توده ای دشوار است. با این حال، رویکرد مقیاس معادن پیشنهادی بالقوه برای مطالعه روابط پایه ای بین ساختار حفره و پدیده های ماکروسکوپی نه تنها برای زهکشی بلکه برای نفوذ است.