کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7178338 1467082 2013 29 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A two-scale non-local model of swelling porous media incorporating ion size correlation effects
ترجمه فارسی عنوان
یک مدل غیر محلی از دوغابی رسانه های متخلخل با تورم که دارای اثرات همبستگی اندازه یون هستند
کلمات کلیدی
تورم مواد متخلخل، یکسان سازی، اصل تنش موثر، مکانیک آماری، یون همبستگی،
ترجمه چکیده
یک مدل جدید دو بعدی برای مشتق شدن اصل استرس موثر اصلاح شده ماکروسکوپیک برای ایجاد تورم رسانه های متخلخل اشباع شده با محلول الکترولیتی حاوی یون های محدود شده پیشنهاد شده است. یک مدل غیر منحنی مقادیر مقیاس در چارچوب مکانیک آماری همراه با رویکرد ترمودینامیکی مبتنی بر تئوری کاربردی تراکم که منجر به یک معادله فوردولم یکپارچه غیرخطی از نوع دوم برای تابع همبستگی یون / نانوپور همراه با مشکل پواسون برای پتانسیل دو لایه برق هنگامی که با شرایط تعادل مایع همراه با چنین مشکل الکتروشیمیایی غیر محلی، قانون تثبیت کننده برای تانسور استرس مایع از نظر فشار ناشی از انحلال به اجزای مختلف طبیعت متفاوتی ایجاد می شود. روش همگن سازی براساس گسترش رسم بندی ها به منظور ارتقاء مدل به مقیاس ماکروسکوپی که منجر به قانون قانونی دو مقیاس برای فشار تورم در اصل تنش مؤثر اصلاح شده با دقت بهبود یافته و انحراف از گوای چپمن پواسون نظریه بر اساس بولتزمن به علت اثرات همبستگی یونهای کوتاه برد کوتاه. مشکل حل اختالف در حلقه ای که در یک سلول متناوب ایجاد می شود، توسط طرح های تعویض تنظیم شده است. نتایج عددی برای یک ترتیب دسته بندی شده از ماکرومولکول های موازی بدست می آید که نشان می دهد که اثرات نیروهای همبستگی یونی موجب جذب الگو های جاذب بین ذرات برای یون های دوالنتی می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
پیش نمایش مقاله
یک مدل غیر محلی از دوغابی رسانه های متخلخل با تورم که دارای اثرات همبستگی اندازه یون هستند
چکیده انگلیسی
A new two-scale model is proposed for derivation of the macroscopic modified effective stress principle for swelling porous media saturated by an electrolyte solution containing finite size ions. A non-local pore-scale model is developed within the framework of Statistical Mechanics in conjunction with the thermodynamic approach based on Density Functional Theory leading to a nonlinear integral Fredholm equation of second kind for the ion/nanopore correlation function coupled with Poisson problem for the electric double layer potential. When combined with the fluid equilibrium condition such non-local electrochemical problem gives rise to a constitutive law for the fluid stress tensor in terms of the disjoining pressure which is decomposed into several components of different nature. The homogenization procedure based on formal asymptotic expansions is applied to up-scale the model to the macroscale leading to a two-scale constitutive law for the swelling pressure appearing in the modified effective stress principle with improved accuracy incorporating the deviations from the Gouy-Chapman Poisson-Boltzmann-based theory due to the finite size short-range ion-ion correlation effects. The integro-differential problem posed in a periodic cell is discretized by collocation schemes. Numerical results are obtained for a stratified arrangement of parallel macromolecules showing that the effects of ion-ion correlation forces give rise to anomalous attraction patterns between the particles for divalent ions.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of the Mechanics and Physics of Solids - Volume 61, Issue 12, December 2013, Pages 2493-2521
نویسندگان
, , , ,