在格子玻尔兹曼模拟中计入吸附与脱附过程

我们报告了一种格子玻尔兹曼方案，该方案在计算任意复杂介质中示踪介子的介观动力学性质时计入了吸附与脱附过程。格子玻尔兹曼模拟使得在复杂非均匀介质中数值求解流体动力学的 Navier-Stokes 方程与电动力的 Nernst-Planck 耦合方程成为可能。结合矩传播方案，得以提取任意电荷示踪剂（或溶质）的有效扩散系数与弥散系数，例如在多孔介质中。然而，示踪剂的动力学性质取决于示踪剂 - 表面亲和力，这不仅包含纯静电贡献，还包括物种特异性贡献。为了捕捉这一重要特征，我们在格子玻尔兹曼方案中通过改进的矩传播算法引入了特定的吸附与脱附过程，其中示踪剂可通过动力学反应速率在表面进行吸附与脱附。该方法在简单几何结构中纯扩散及泊肃叶流中扩散 - 对流的精确结果上得到了验证。最后，我们在更复杂的多孔介质中阐明了考虑此类过程对时间依赖扩散系数的重要性。