基于Sierpinski地毯的气体扩散规律  

Gas diffusion in a Sierpinski gasket

作　　者：曹立勇[1] 何榕[1] 

机构地区：[1]清华大学热能工程系,热科学与动力工程教育部重点实验室,北京100084

出　　处：《清华大学学报（自然科学版）》2009年第5期711-714,共4页Journal of Tsinghua University(Science and Technology)

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50676048);国家“九七三”重点基础研究项目(2006CB200305)

摘　　要：采用Sierpinski地毯作为分形孔隙模型,从分子运动理论的角度建立了分形孔隙中的气体扩散模型。在所建模型基础上,研究了分形孔隙中气体扩散的浓度分布规律,并研究了气体温度对气体扩散的影响。结果表明:与已有的多孔介质气体扩散线性模型不同,Sierpinski地毯孔隙中气体浓度分布具有非线性的特点,总体趋势沿总浓度梯度方向递减而中间略有波动;通过分形介质的气体分子流量与温度的1/2次方成简单线性关系,且其斜率与分形介质分形维数及孔隙率有关。A Sierpinski gasket used to simulate fractal porous media and gas diffusion was modeled using the classic kinetic theory of gases. The concentration distributions of the gas molecules were predicted for various temperatures. The results show that, unlike the linear diffusion models in porous media, the concentration distributions in a Sierpinski gasket are non-linear and fluctuate along the x-axis because of the non-uniformity of the fractal media. The molecular fluxes are proportional to the square root of the temperature and the slopes are related to the porosity and fractal dimension of the fractal media.

关 键 词：气体扩散 温度 分形介质 

分 类 号：O552.32[理学—热学与物质分子运动论]