Darcys Gesetz

Der Darcy ist ein physikalisches Gesetz, das die Durchflussrate eines komprimierbaren Flüssigkeitsfilters durch ein poröses Medium ausdrückt . Die Zirkulation dieses Fluids zwischen zwei Punkten wird durch die hydraulische Leitfähigkeit oder den Permeabilitätskoeffizienten des Substrats und durch den Druckgradienten des Fluids bestimmt. Bei einem Wasserlauf oder einem Reservoir, das einen Grundwasserspiegel speist, ist dieser Gradient an die Höhe des Wassers gebunden.

Geschichte

Dieses Gesetz wurde 1856 von Henry Darcy eingeführt , nachdem er verschiedene Experimente durchgeführt hatte, um die Gesetze zu bestimmen, die den "Wasserfluss durch den Sand" regeln . Darcys experimentelle Grundlagen könnten dann beispielsweise durch Isotopenverfolgung bestätigt und theoretisch durch das Volumenmittelungsverfahren oder durch Homogenisierung entsprechend einem Stokes-Fluss in einem porösen Medium gerechtfertigt werden .

Ein Jahr später bietet Darcy in einer zweiten Veröffentlichung eine Interpretation des Gesetzes in Bezug auf eine Reihe von Mikrokanälen an, um nachfolgende Permeabilitätsmodelle vorwegzunehmen .

150 Jahre später spielen Darcys Gesetz und seine Derivate immer noch eine wichtige Rolle in der Hydrogeologie und insbesondere im Bereich der unterirdischen Hydraulik . Sie wurden zunächst verwendet, um die hydraulischen Eigenschaften verschiedener Arten von Substraten, die potenziellen Durchflussraten von unterirdischen Wasserströmen (oder anderen flüssigen Strömungen), vertikal durch den Boden oder eine geologische Schicht (insbesondere geschichtet oder karstig ), beispielsweise in Richtung eines darunter liegenden Wassers , zu bewerten Tisch oder in Richtung eines Wassereinzugsgebiets, aus dem man wissen möchte, ab welcher Durchflussrate die Gefahr besteht, dass es nicht mehr zugeführt wird, oder im Allgemeinen durch ein poröses Medium (z. B. einen Steinkalkstein , Sand oder durch einen irdenen Damm oder in die Erde darunter ein Damm). Es wurde dann insbesondere verwendet, um die Versorgungsgebiete (und gegebenenfalls Schutzgebiete) von Grundwassereinzugsgebieten zu bestimmen.

In der Realität ist das Substrat im großen Maßstab selten isotrop, aber heterogen und manchmal fehlerhaft, mit einem durchschnittlichen Permeabilitätskoeffizienten, der sich räumlich oder sogar zeitlich schnell ändert (beispielsweise in einer seismisch aktiven Zone oder in einem jungen Sediment) warum Physiker auch erforscht haben (seit dem Ende des XX - ten Jahrhunderts) nähert sich „ Geostatistik , die auf die Strömung und Transport in porösen Medien und auf der Grundlage der Berücksichtigung der Eigenschaften des Mediums , um stochastische “ .

Formulierung

Darcys Gesetz, wie es 1856 von Henry Darcy in Anhang D seines berühmten Werkes Les Fontaines publics de la ville de Dijon formuliert wurde, drückt den Fluss Q einer inkompressiblen Flüssigkeit aus, die im stationären Zustand durch ein poröses Medium von Abschnitt $A$ und Länge fließt $L$ unter dem Einfluss einer Lastdifferenz ΔH .

Q = KA {\ frac {\ Delta H} {L}}

mit:

Q: der Filtervolumenstrom (m 3 / s);
K: die hydraulische Leitfähigkeit oder der "Permeabilitätskoeffizient" des porösen Mediums (m / s), der sowohl von den Eigenschaften des porösen Mediums als auch von der Viskosität des Fluids abhängt ;
A: die Fläche des untersuchten Abschnitts (m 2 );
${\ frac {\ Delta H} {L}}$ : Der hydraulische Gradient, wo $Δ H$ die Differenz zwischen dem ist piezometrischen Höhen vor und hinter der Probe, $L$ ist die Länge der Probe.

Verallgemeinerung

Lokale Vektorformulierung

Ursprünglich global (gültig für ein homogenes poröses Medium und einen gleichmäßigen Fluss), wurde die Formulierung von Darcys Gesetz schnell lokal, verallgemeinert auf dreidimensionale Flüsse und auf ungesättigte Medien. Bei einem ungesättigten Medium hängt die Leitfähigkeit vom Wassergehalt ab. Darcys Gesetz wird:

{\ displaystyle {\ vec {q}} = - K (h) \ cdot {\ vec {\ nabla}} {H}}

oder

$H.$ stellt die Gesamtladung oder das Gesamtpotential von Wasser pro Gewichtseinheit dar (m = J / N). Die Gesamtlast ist gleich der Summe der Matrix- und Gravitationslasten ; $H = h + z$
$h$ stellt das Matrixpotential pro Gewichtseinheit dar (m = J / N);
$K (h)$ ist ein Tensor, der die hydraulische Leitfähigkeit des porösen Mediums als Funktion der Matrixlast angibt;
${\ vec {q}}$ ist die Darcy- oder Filtrationsgeschwindigkeit (Fluidvolumenstromvektor) (m³ / m² / s = m / s).

Die lokale Auflösung von Darcys Gesetz macht es anwendbar auf heterogene poröse Körper und auf ungleichmäßige Strömungen.

Kompressible Flüssigkeit

Darcys Gesetz wird nun auf komprimierbare Flüssigkeiten verallgemeinert, indem es gemäß den intrinsischen Eigenschaften des porösen Mediums und der Flüssigkeit ausgedrückt wird:

{\ vec {q}} = - {\ frac {k} {\ mu}} ({\ vec {\ nabla}} p- \ rho {\ vec {g}})

oder

${\ vec {q}}$ ist die Darcy- oder Filtrationsgeschwindigkeit (Fluidvolumenstromvektor) (m / s);
$p$ der Druck (kg / (ms 2 ));
$\ rho$ die Dichte der Flüssigkeit (kg / m 3 );
$\ mu$ seine dynamische Viskosität (kg / (ms));
${\ vec {g}}$ der Gravitationsbeschleunigungsvektor (m / s 2 );
$k$ die Permeabilität (m 2 ), die einen Tensorcharakter haben kann, hängt nur vom porösen Medium ab.

In dieser verallgemeinerten Form wird das Darcysche Gesetz unter bestimmten Bedingungen experimentell verifiziert: Die Verformungen des porösen Mediums müssen vernachlässigbar sein, und der Fluss der Flüssigkeit auf der Porenskala muss durch die Stokes-Gleichungen gut beschrieben werden . Dies setzt unter stationären Bedingungen einen ausreichend langsamen Fluss voraus, d. H. Niedrige Reynolds-Zahlen .

Dieses Gesetz gilt für die makroskopische Skala (dh wenn man nicht versucht, die Geometrie der porösen Matrix darzustellen), die durch Durchführen der volumenmittleren Verstärkung des Stokes-Problems , das den Poren-Skalierungsfluss regelt (dh bei der Darstellung), gefunden werden kann die Flüssigkeit und die feste Struktur). Diese Methode demonstriert nicht nur das Darcysche Gesetz, sondern ermöglicht es auch, die Permeabilität des porösen Mediums über die Lösung von Verschlussproblemen zu bewerten .

Darcy-Forchheimers Gesetz

Bei hoher Durchflussmenge können Trägheitseffekte durch eine Korrektur der Reynolds-Zahl anhand der charakteristischen Länge berücksichtigt werden ${\ displaystyle {\ sqrt {k}}}$

{\ displaystyle Re_ {k} = {\ frac {\ rho \, || {\ vec {q}} || {\ sqrt {k}}} {\ mu}}}

Diese Korrektur wird im Darcy-Forchheimer-Gesetz wie folgt ausgedrückt

{\ displaystyle k ({\ vec {\ nabla}} p- \ rho {\ vec {g}} \,) = - \ mu {\ vec {q}} \, (1+ \ alpha Re_ {k}) }}

Der Koeffizient wird als Ergün- oder Ward-Nummer bezeichnet. Es liegt in der Größenordnung von 0,5. $\Alpha$

Darcy-Klinkenberg-Gesetz

Das Darcy-Klinkenberg-Gesetz drückt die Permeation eines Gases in einem verdünnten Regime aus, dh wenn der mittlere freie Weg des Moleküls in der gleichen Größenordnung liegt wie die charakteristische Größe der Pore. Im allgemeinen Fall wird dieses Gesetz wie folgt ausgedrückt:

{\ displaystyle {\ vec {q}} = - \ rho {\ mathcal {D}} \ left [{\ frac {{\ vec {\ nabla}} p} {p}} + (\ alpha _ {T} -1) {\ frac {{\ vec {\ nabla}} T} {T}} \ right]}

{\ displaystyle \ alpha _ {T}}

wird als thermischer Transpirationskoeffizient bezeichnet. Sie variiert zwischen 0,5 im ballistischen Bereich (keine Kollision zwischen Partikeln) und 1 im kontinuierlichen Bereich. Die im letzteren Fall erhaltene Gleichung ist Darcys Gesetz mit einer Permeabilität .

{\ displaystyle k = {\ frac {\ mu {\ mathcal {D}}} {p}}}

Hydraulische Leitfähigkeit

Die hydraulische Leitfähigkeit K (m / s) ist ein Koeffizient in Abhängigkeit von den Eigenschaften des porösen Mediums, in dem die Strömung stattfindet ( Partikelgröße , Form der Körner, Verteilung und Form der Poren ), von den Eigenschaften des betreffenden Fluids die Strömungen ( Viskosität , Massenvolumen ) und die Sättigung des porösen Mediums. Es wird als Funktion der intrinsischen Eigenschaften des porösen Mediums und der Flüssigkeit ausgedrückt:

{\ displaystyle K = {\ frac {k \, \ rho \, g} {\ mu}}}

mit:

$k$ : die intrinsische Permeabilität des porösen Mediums (m 2 );
$\ rho$ : die Dichte der Flüssigkeit (kg / m 3 );
g: die Erdbeschleunigung (m / s 2 );
$\ mu$ : die dynamische Viskosität der Flüssigkeit (Pa s).

Die hydraulische Leitfähigkeit (und die intrinsische Permeabilität) ist eine streng abnehmende Funktion der Sättigungsrate des porösen Mediums oder des Matrixpotentials. Wenn das Medium mit Wasser gesättigt ist ( ), wird diese Eigenschaft als hydraulische Leitfähigkeit bei Sättigung K sat bezeichnet . $h \ geqq 0$

Darcys Geschwindigkeit

Die "Darcy-Geschwindigkeit" ist das Verhältnis der Durchflussfilterung durch die Filterfläche (senkrecht zur Durchflussmenge). Es ist niedriger als die Porengeschwindigkeit, mit der das Fluid im Durchschnitt innerhalb des porösen Mediums fließt: Diese beiden Geschwindigkeiten sind durch die nützliche Porosität des Materials verbunden . ${\ displaystyle {\ vec {vb}} _ {Darcy}}$ ${\ vec {Q}}$ $BEIM$ ${\ displaystyle {\ vec {vb}} _ {pore}}$ $\ Phi$

{\ displaystyle {\ vec {v}} _ {Darcy} = {\ frac {\ vec {Q}} {A}} = {\ vec {v}} _ {pore} \, \ Phi}

Die Porosität ist der Ausdruck des Verhältnisses des Hohlraumvolumens (Poren) zum Gesamtvolumen des betrachteten Materials. Eine hohe Permeabilität erfordert eine gute Porosität, aber das Gegenteil ist nicht der Fall. Ein sehr poröses Gestein kann eine sehr geringe Permeabilität aufweisen (z. B. Tone). Diese Art von Phänomenen findet ihre Erklärung durch die Kozeny-Carman-Gleichung . Letzteres bezieht die Permeabilität auf die Porosität des Materials durch statistische Größen, die die Geometrie und die Verteilung der Poren beschreiben.

Häufige Probleme und Anwendungen

Das Darcysche Gesetz und seine Derivate (z. B. Darcy-Weisbach-Koeffizient , nichtlineare Funktion ) werden heute in Gebieten mit hohen Einsätzen für die Sicherheit öffentlicher Arbeiten (Verkehr, Bau usw.) sowie für Wasser, Gas und Öl ständig angewendet Angebot und viele Bereiche der Geotechnik und Industrie (wenn es um Versickerung und Filtration geht); Quantitative Berechnungen von Hydraulik , Bodenkunde , Gesteinsmechanik und Risikomanagement zur Berechnung von Perkolationskoeffizienten oder horizontaler oder vertikaler Wasserzirkulation in Abhängigkeit von Masse, Höhe oder Druck einer an der Oberfläche oder in einem hydrophilen Medium vorhandenen Flüssigkeit auf die Porosität des Mediums und abhängig von der Viskosität der Flüssigkeit.

Insbesondere ermöglicht es Hydraulikmodellen, die Zirkulation von Wasser und die Elemente, die es im Boden transportiert, besser vorherzusagen: In einem hydrologischen Becken fließt Wasser an der Oberfläche aus meteoritischem Wasser und Abfluss seit der Spitze der Wasserscheide, aber es infiltriert auch durch die topografische Oberfläche; durch die Ufer und über den Boden des Nebenbettes (oder des Hauptbettes im Falle einer Überschwemmung) in Richtung der geologischen Schichten neben dem Wasserlauf und / oder in Richtung der tiefen Schichten. Darüber hinaus kann (obwohl dies eine kontraintuitive Idee ist) ein Teil des in den Boden infiltrierten Wassers auch vertikal im Boden oder in einem porösen Gestein (durch Kapillarität) aufsteigen. Diese Prozesse des Abflusses, der Speicherung, Infiltration und Verdunstung / Evapotranspiration finden tatsächlich gemeinsam und störend während des Wasserkreislaufs statt , aber die Modelle entkoppeln sie, um die Strömungen und / oder die in Aktion gesetzten Energien besser zu quantifizieren.

Zusätzlich zum Darcy'schen Gesetz ermöglichen gemischte Formulierungen des „Druck-Wasser-Gehalts“ der Richards-Gleichung die Modellierung von vollständig gesättigten, teilweise gesättigten oder ungesättigten Zonen (die beispielsweise jeweils 1 sind) Volumen von Oberflächenwasser (eine einzelne Strömungsdomäne). Flüsse, Seen, Teiche oder Pfützen), 2) Hochwasserspiegel und 3) freie Wasserspiegel.

Software- und 3D-Berechnungscodes (z. B. "BIGFLOW") ermöglichen eine vereinfachte 2D-Querschnittsmodellierung von Strömungsproblemen im Boden und im Untergrund, indem beispielsweise Folgendes simuliert wird:

) Grundwasserleiter → Fluss und Fluss → Grundwasserleiteraustausch während und / oder nach einem Regenguss; Auf diese Weise können wir den „Basisfluss“ modellieren, der durch das Wiederaufladen eines durch einen Wasserlauf „abgelassenen“ Grundwasserspiegels entsteht . Häufig (außer wenn das Substrat sehr undurchlässig ist (dichter Granit oder reiner Ton)) speist der Grundwasserspiegel den Fluss im Sommer und der Fluss den Grundwasserspiegel im Winter; nach Darcys Gesetz ist die Wassertiefe umso höher, je höher sie ist Je mehr (alle Dinge gleich sind) der Grundwasserspiegel wird gespeist, und umgekehrt, wenn der Grundwasserspiegel höher als der piezometrische Pegel des Flusses ist, desto höher ist sein Pegel, desto mehr neigt er dazu, den Fluss wieder aufzufüllen. Karst System sind die Auswirkungen plötzlicher Zuflüsse infolge der Einleitung eines Siphons unter der Erde möglich. Wenn diese Wasseraustausche wichtig sind, sind sie auch eine Quelle des Salzaustauschs und / oder Wärme kann die biologische Vielfalt oder die Entwicklung von Mikroben in der Erde beeinträchtigen Wasser (es hat sich somit gezeigt, dass, wenn der Fluss - der viel größere thermische Schwankungen aufweist als der Grundwasserspiegel - diesen speist, "der Abstand vom Ufer, an dem die Heizung im Grundwasserspiegel verbleibt, der Grundwasserleiter gleich der Hälfte der Flussheizung “ . So kann der Strom im Winter den Teil in der Nähe des Grundwasserspiegels auffrischen, mit dem er kommuniziert, während im Sommer, wenn der Grundwasserspiegel den Fluss speist, der Grundwasserspiegel den Fluss um einige Grad abkühlen oder eine Quelle für thermische Schichtung sein kann in einem See).
Manchmal gibt es auch einen biologischen Austausch zwischen dem Wasserlauf, dem Oberflächenwasserspiegel, den subfluvialen Kompartimenten und bestimmten hydraulischen Anhängen; Dieser Austausch kann eine wichtige Rolle für die biologische Vielfalt und das ökologische Gleichgewicht spielen. Es hat sich gezeigt, dass die Nichtberücksichtigung des Wärmeaustauschs zwischen dem Boden eines Wasserlaufs und dem Wasser zu einem Fehler des Modells von 2 ° C führen kann . Wenn sich ein Grundwasserspiegel und ein Bach im Allgemeinen im piezometrischen Gleichgewicht befinden, ist die Übertragung von Kalorien / Frigorien vom Fluss auf den Grundwasserspiegel nur wenige Meter vom Ufer entfernt spürbar, aber wenn der Fluss den Grundwasserspiegel 1 nach 2 Jahren stark speist thermische Störungen sind bis zu mehreren hundert Metern zu spüren. In Ermangelung anderer Erklärungen können Temperaturanomalien in einem Blatt oder Fluss daher eine signifikante Übertragung von Wasser (und möglicherweise von Schadstoffen) bedeuten. Hinweis: In Zeiten der Dürre und nachgelagerten der Kernkraftwerke oder anderer Arten von Wärmekraftwerken kann die Temperatur um mehr ansteigen als 10 ° C und Ausnahmen zulassen können um mehr als Entladungen von mehr als 10 ° C die zugelassene Temperatur der Ablehnung
die beiden Haupt Die oben genannten Arten des Austauschs bedeuten, dass der Wasserlauf, bestimmte Gewässer (Teiche, Seen) und der Grundwasserspiegel nicht mehr als unabhängige Systeme betrachtet werden sollten, insbesondere während Hochwasserperioden und Niedrigwasserperioden in der Schwemmlandebene der Region .
) das Eindringen von Wasser auf die Oberfläche von sandigem Boden in Gegenwart einer "Linse aus Ton ", die einen Grundwasserspiegel erzeugen würde ; zum Beispiel in einer Hochwassersituation, die den Überlauf eines Wasserlaufs verursachte, oder in einer Situation der Installation eines künstlichen Damms, eines Biberdamms oder eines natürlichen Eisstaus, der die benetzte Zone erweitert hätte;
) "Ausbreitung einer Sättigungsfront in den trockenen Ufern eines Wasserlaufs" , ein Phänomen, das 1962 von Polubarinova-Kochina theoretisiert und modelliert wurde und für die Land- und Forstwirtschaft, das Phänomen der Schwellung und Schrumpfung von Tonböden usw. Von großer Bedeutung sein kann . was zum Beispiel "während des Durchgangs einer Flutwelle" auftritt .

die Durchflussrate eines Brunnens ;
der Fluss einer Quelle oder eines Brunnens ;
subkutane Strömungen, unterirdische Strömungen ( über verfeinerte quantitative Berechnungen der Wasserströmung) sowie bestimmte Bereiche der "bevorzugten Strömung" oder das Risiko des Eindringens eines Salzkeils in einen Süßwassergrundwasserleiter;
horizontale hydraulische Leitfähigkeit (einschließlich in verschiedenen eingebetteten Substraten usw.);
Beurteilen Sie auf geolandschaftlichen Skalen die Wassermenge, die durch eine Überschwemmung vorübergehend auf den Grundwasserspiegel gebracht wird, beispielsweise für den elsässischen Grundwasserspiegel durch eine Flut des Rheins , oder wie der Rhein in der Trockenzeit die Spitze dieses Grundwasserspiegels entwässern kann wenn es niedrig ist ;
Umgekehrt die Wassermenge bewerten, die zum Zeitpunkt des geringen Durchflusses vom Grundwasserspiegel zu einem Wasserlauf gebracht wird (wenn beispielsweise die Loire mit einem Durchfluss von weniger als 100 m 3 / s niedrig ist , erhält sie in nur wenigen zehn Kilometern 8 m 3 / s des Beauce-Grundwasserspiegels, der über seinen Grund und seine Ufer in den Fluss sickert )
Bewertung der Wassermengen, die künstlich in einen alluvialen Grundwasserleiter injiziert werden sollen , um das Defizit auszugleichen, das durch die Umleitung von Wasser für 75.000 ha bewässerte Pflanzen und / oder für die Erzeugung von Wasserkraft (z. B. vom Fluss Durance ; 114 m 3 / s ).
Bewertung der Auswirkungen von Urbanisierung, Peri-Urbanisierung und zunehmender Abdichtung von Böden auf die Grundwasserneubildung unter Berücksichtigung der Gefahren (natürliches Risiko), die durch Überschwemmungen , Abflüsse , Erdrutsche , Bodenerosion , Auswaschungsverschmutzung usw. verursacht werden.
Bewertung der Anfälligkeit alluvialer Grundwasserleiter , insbesondere von Berggrundwasserleitern , für die Verschmutzung
Modellierung der Dispersion einer Wolke wasserlöslicher Schadstoffe im Untergrund oder in einem Grundwasserspiegel
Modellierung der Zirkulation von Wasser, Gas oder Öl in einem natürlich fragmentierten Reservoirgestein gemäß den Eigenschaften von Bruchnetzwerken

Es wird für komplexere Berechnungen verwendet, zum Beispiel:

Berechnungen von Filtrationskoeffizienten, die für passive Filter wichtig sind, vor allem aber für die biologische Filtration, Sedimente aus natürlichen Lagunen und andere Reinigungsmethoden durch Biofiltration von Industrie-, Lebensmittel- oder städtischen Abwässern oder durch Verschiebung von Wellen und „Dämpfung“ in einem gesättigten porösen Medium (stabil oder verformbar) im Kontext der dynamischen Filtration, beispielsweise modelliert durch ein „verallgemeinertes Darcy-Gesetz“ . Es befasst sich auch mit qualitativeren Bereichen wie der Berechnung der Verdrängung einer versalzten Wolke oder der Wasserverschmutzung in einem Grundwasser, beispielsweise für Bergbauabfälle . Es ermöglicht die Charakterisierung hydraulisch gleichmäßiger oder rauer turbulenter Strömungen, die beispielsweise unter dem Gesichtspunkt des Wirkungsgrads von Wärmetauschern , Wasserspiegel- Solarkollektoren (oder anderen Flüssigkeiten) und Wärmepumpen von großer Bedeutung sein können .
die Modellierung makroskopischer Turbulenzen in einem porösen Gestein, das als nicht verformbar angesehen wird; ein wichtiges Phänomen für die Nutzung der Geothermie ;
vereinfachte Modellierung der Risiken der Übertragung radioaktiver Partikel aus einem unterirdischen Endlager für nukleare Abfälle in den Untergrund und das Grundwasser ;
Besseres Verständnis der Auswirkungen der Auflösung auf ein Gestein hinsichtlich der Änderung seiner Permeabilität, seiner Porosität und seiner chemischen Reaktivität (durch Änderung der reaktiven Oberflächen in diesem Gestein).

Im Zusammenhang mit der Grundwasserentnahme (unverlierbares oder freies Grundwasser) durch Brunnen oder Entwässerung verwendet der Hydrogeologe auch den " vereinfachten Ansatz von Dupuit " (1863), der der Ansicht ist, dass wir in gewisser Weise einen Abflusskegel um einen Brunnen oder eine Absenkzone herum modellieren können ein Entwässerungskanal "konvergierendes Netz" . Die Gleichung von Laplace und anderen kann auch für komplexere Berechnungen verwendet werden.

Darcys Gesetz kann schließlich Aufschluss über biologische Phänomene und Prozesse vom biomechanischen Typ ( Mechanobiologie ) geben, die die Zirkulation (durch Filtration oder Austausch) einer Flüssigkeit (körperlich oder äußerlich wie Wasser) in lebenden und porösen Geweben beinhalten, die wenig oder langsam verformbar und anisotrop sind . Dies ist beispielsweise beim Durchgang von Flüssigkeiten im schwammigen Teil des Knochens oder beim Durchgang von Wasser durch das Filtergewebe eines lebenden Schwamms der Fall , der sich selbst ernährt, indem er das Wasser in seinem eigenen Körper filtert. Diese Phänomene sind auch für bestimmte Bereiche der Nanotechnologie oder Biomimetik von Interesse .

Andere Anwendungsbeispiele

Darcys Gesetz beleuchtet auch die Abdichtungstechniken durch Versickern eines Abdichtungsmittels in ein poröses Material (Ziegel, Gips, Zement usw.), wobei die Zirkulation des Abdichtungsmoleküls oder Nanopartikels durch Elektrokinese innerhalb von Beton für "erzwungen" werden kann Beispiel.

Grenzen

Einfache Gleichungen wie die des "Darcy'schen Gesetzes" gelten nicht mehr unter "Randbedingungen", beispielsweise wenn Wasser kurz vor dem Gefrieren steht oder sich in Dampf verwandelt oder wenn der Druck sehr hoch ist oder wenn das Substrat durch eine Bewegung angeregt wird (zB Phänomen der „ Bodenverflüssigung “ während eines Erdbebens ). Unter einigen dieser Bedingungen wird das Medium selbst modifiziert, dann treten Phänomene des Bruchs, Scherens oder Fluidisierens oder sogar des " Renardierens " auf, die für ihre Berechnungen andere Gleichungen der Fluiddynamik und der Physik von Materialien mobilisieren .

Prospektive Forschungswege

Nach Angaben von Amin & al. (1998) würde die Kernspinresonanz das Verständnis, die Messung und die Visualisierung bestimmter bevorzugter Perkolationsprozesse verbessern.

Siehe auch

Zum Thema passende Artikel

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Anmerkungen und Referenzen

Anmerkungen

Hydraulikanhänge können beispielsweise benachbarte Sümpfe oder ein Feuchtgebiet sein, ...

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