渗流

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在制作过滤咖啡时,可溶物质会脱离咖啡粉并与水形成咖啡。不溶于水的物质(以及颗粒)会留在咖啡滤纸上。

物理化學材料科學中,渗流(从拉丁语Percōlāre而来,意为“过滤”或“涓流”)指的是液体通过多孔材料时的运动和过滤行为。

背景[编辑]

在过去数十年中,对渗流现象进行的数学研究(即渗流理论),给包括物理学、材料科学、复杂网络流行病学中的多个课题提供了新的理解和技术工具。例如,在地质学中,渗流指的是水通过土壤和可渗透性岩石的过滤行为。通过水的流动。含水层中的地下水得到补给。在计划建设需要大量水资源的渗流域 或 化粪池排水域时,有必要事先进行渗透测试,以确定事先规划的结构是否可行。

渗流通常呈现出普遍性。因此,统计物理学中的概念,如标度理论、重整化相變、临界现象、和分形可以被用来描述渗流的性质。另一方面,组合数学是用来研究渗透阈值的常用手段。

由于通过分析模型来求解渗流非常复杂,人们一般借助于数值计算。目前速度最快的渗流算法是2000年由马克·纽曼和罗伯特·齐夫。[1]

例子[编辑]

  • 过滤咖啡:溶液为水,可渗透的物质是咖啡粉,溶质为带给咖啡色香味的可溶性化合物。
  • 树木在阳光照射和压力的双重作用下出现裂纹。
  • 多孔介质中的物质运动。

参考文献[编辑]

  1. ^ Newman, Mark; Ziff, Robert. Efficient Monte Carlo Algorithm and High-Precision Results for Percolation. Physical Review Letters. 2000, 85 (19): 4104–4107. Bibcode:2000PhRvL..85.4104N. PMID 11056635. arXiv:cond-mat/0005264. doi:10.1103/PhysRevLett.85.4104. 

延伸閱讀[编辑]

  • 哈利·克斯汀, 什么是渗流? AMS笔记,2006年五月
  • 穆罕默德·萨伊米(1994)渗流理论应用,Taylor&Francis出版社 ISBN 0-7484-0075-3ISBN 0-7484-0076-1
  • 杰弗里·格里麦特(1999)渗流 (第二版) 斯普林格出版社
  • D.本·亚伯拉罕, S.哈夫林(2000)分形和无序系统中的扩散与反应页面存档备份,存于互联网档案馆,剑桥大学出版社
  • 波罗巴思·贝拉;莱尔顿·奥利弗 (2006) 渗流,剑桥大学出版社, ISBN 0521872324

外部連結[编辑]