多孔介质中的 X 射线层析微粒子测速
流体动力学
2022-04-14 v2
摘要
流体在复杂受限几何中的流动常表现出复杂行为，在多孔材料中尤其如此，例如地下水流动或过滤装置与多孔催化剂的运行。然而，在此类微米尺度几何中测量三维流场一直极具挑战。在此，我们引入一种基于时间分辨 X 射线微计算机断层扫描（micro-CT）的、用于光学不透明多孔材料的新三维测速方法。我们利用基于实验室的 micro-CT，以数十秒的帧率和 12 微米的体素大小，对砂填体和多孔过滤器孔隙中蠕流内 X 射线示踪微粒的运动进行成像。两项实验均基于数千条独立粒子轨迹确定了全三维速度场，与计算流体动力学模拟吻合良好。通过研究对实验的真实模拟进行了误差分析。该方法有望测量多孔介质及其他复杂微观几何中的复杂、非定常三维流动，这可能在一系列科学和工业应用领域带来流体动力学研究的突破。
引用
@article{arxiv.2202.04114,
title = {X-ray Tomographic Micro-Particle Velocimetry in Porous Media},
author = {Tom Bultreys and Stefanie Van Offenwert and Wannes Goethals and Matthieu N. Boone and Jan Aelterman and Veerle Cnudde},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.04114},
year = {2022}
}
备注
35 pages, 13 figures