Phase-field modeling of coupled reactive transport and pore structure evolution due to mineral dissolution in porous media

溶解 多孔介质 磁导率 平流 多孔性 机械 地质学 材料科学 矿物学 岩土工程 热力学 化学 物理 生物化学 物理化学
作者
H. Li,Fugang Wang,Yaohui Wang,Yilong Yuan,Guanhong Feng,Hailong Tian,Tianfu Xu
出处
期刊:Journal of Hydrology [Elsevier BV]
卷期号:619: 129363-129363 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.jhydrol.2023.129363
摘要

Based on the phase-field method, a fluid–solid coupling modeling method was proposed to simulate the reaction transport in porous media at the pore scale and realize the dynamic tracking of the fluid–solid interface. We skillfully combined the phase-field module in COMSOL with the Heaviside function to realize the numerical solution of the model. The feasibility and reliability of the model are verified by comparing it with the results of previous studies on the related benchmark problems (the dissolution process of a single calcite crystal). To further explore the practicability of the model, we simulate the dissolution process in two-dimensional porous media generated by random circles under different transport conditions and reaction rates. The results show that the solute can be transported downstream of the model region under advection-dominated transport conditions, which are common in engineering applications, and the dissolution reaction in the medium takes place synchronously. When diffusion is the main transport mode which often occurs in natural conditions, and the reaction is relatively fast, the solute is difficult to transport downstream of the model region, mineral dissolution mainly occurs near the solute inlet, and mineral disappearance is carried out in a horizontal push mode. The permeability-porosity relationship is predicted by the Kozeny-Carman law for different transport conditions and reaction rates. The results show that the Kozeny-Carman law is more accurate in predicting permeability over a porosity range of 15% for advection-dominated reactive transport, considering specific surface area variation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
JISOO完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
vivian驳回了华仔应助
1秒前
1秒前
Rouadou发布了新的文献求助10
1秒前
alex发布了新的文献求助10
2秒前
小番茄完成签到 ,获得积分10
2秒前
完美世界应助Wangyn采纳,获得10
2秒前
2秒前
NI完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
张占完成签到,获得积分0
2秒前
3秒前
一颗糖炒栗子完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
思源应助deway采纳,获得10
4秒前
5秒前
Yucorn完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
kk发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
哇哈哈完成签到,获得积分10
7秒前
浮游应助pK采纳,获得10
7秒前
大头麦穗鱼完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
研友_08okB8发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
幽默的雪冥完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
璟黎完成签到,获得积分10
11秒前
发AFM发布了新的文献求助10
12秒前
Jjj发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
阿吉发布了新的文献求助20
13秒前
麦芽糖完成签到,获得积分10
14秒前
汤雪婷发布了新的文献求助10
14秒前
共享精神应助光亮的天德采纳,获得30
14秒前
小周发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
青少年心理适应性量表(APAS)使用手册 700
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
Socialization In The Context Of The Family: Parent-Child Interaction 600
DESIGN GUIDE FOR SHIPBOARD AIRBORNE NOISE CONTROL 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4990263
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4239297
关于积分的说明 13206302
捐赠科研通 4033719
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2206917
邀请新用户注册赠送积分活动 1218024
关于科研通互助平台的介绍 1136218