多孔介质中的非牛顿流体流动

单流体多孔介质系统通常在称为宏观尺度的平均长度尺度上采用达西定律建模。对非牛顿流体宏观单流体相流动的标准建模方法扩展达西定律，使用有效黏度并假定渗透率不变。该方法导致需为每种流体与流率确定有效黏度。我们利用热力学约束平均理论（TCAT）审视与微观尺度守恒原理及热力学第二定律一致的非牛顿流动宏观模型之表述与封闭。利用微观与宏观量之间的联系计算多孔介质系统中非牛顿流动的相间动量传递。表明达西定律近似了流体相至固相的动量传递。发现该动量传递依赖于固体表面的黏度。由推导的动量传递方程可知，通常所称的本征渗透率对非牛顿流动并非不变，而这是标准有效黏度方法的基本假设。利用TCAT推导了依赖于流体性质与介质表征、关联流率与压力梯度的宏观方程，打破了当前需考察所有流动与组分条件的必要。该新方法在模型系统上得到验证，并用于解释文献结果，包括评估偏离严格层流条件的转变发生条件。本工作结果为非牛顿流体在多孔介质系统中更严谨、更现实的建模奠定了基础。