压水堆中锆耦合扩散-反应腐蚀的收缩渗流模型
化学物理
2019-04-09 v1 元胞自动机与格子气
数据分析、统计与概率
摘要
渗流现象在自然界中无处不在，从毛细流动、裂纹扩展、离子传输、流体渗透等。在高度分支的介质中建模渗流需要使用数值解，因为由于可用路径的数量，问题会迅速变得难以处理。在动态场景中这变得更具挑战性，因为路径的生成会迅速成为组合问题。在这项工作中，我们开发了一种新的收缩渗流范式，使用元胞自动机在耦合扩散-反应框架内预测氧通过随机开裂的 Zr 氧化层的传输。我们通过生成一系列孔隙率受控的介质来模拟此类分支树。此外，我们基于压缩屈服开发了一个解析判据，用于桥接已达到渗流阈值的腐蚀状态中的过渡态。我们的模型将 Dijkstra 最短路径方法扩展到收缩路径，并预测氧离子在氧化物界面的到达速率。这是在所谓的后过渡态中预测氧化物生长的关键参数，此时体相扩散不再是限速现象。
引用
@article{arxiv.1904.03344,
title = {Constriction Percolation Model for Coupled Diffusion-Reaction Corrosion of Zirconium in PWR},
author = {Asghar Aryanfar and William A. Goddard and Jaime Marian},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.03344},
year = {2019}
}
备注
16 pages, 14 figures