滲流
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在物理、化學和材料科學中,滲流(從拉丁語Percōlāre而來,意為「過濾」或「涓流」)指的是液體通過多孔材料時的運動和過濾行為。
背景
在過去數十年中,對滲流現象進行的數學研究(即滲流理論),給包括物理學、材料科學、複雜網絡、流行病學中的多個課題提供了新的理解和技術工具。例如,在地質學中,滲流指的是水通過土壤和可滲透性岩石的過濾行為。通過水的流動。含水層中的地下水得到補給。在計劃建設需要大量水資源的滲流域 或 化糞池排水域時,有必要事先進行滲透測試,以確定事先規劃的結構是否可行。
滲流通常呈現出普遍性。因此,統計物理學中的概念,如標度理論、重整化、相變、臨界現象、和分形可以被用來描述滲流的性質。另一方面,組合數學是用來研究滲透閾值的常用手段。
由於通過分析模型來求解滲流非常複雜,人們一般藉助於數值計算。目前速度最快的滲流算法是2000年由馬克·紐曼(Mark Newman)和羅伯特·齊夫(Robert Ziff)提出。[1]
例子
- 過濾咖啡:溶液為水,可滲透的物質是咖啡粉,溶質為帶給咖啡色香味的可溶性化合物。
- 樹木在陽光照射和壓力的雙重作用下出現裂紋。
- 多孔介質中的物質運動。
參考文獻
- ^ Newman, Mark; Ziff, Robert. Efficient Monte Carlo Algorithm and High-Precision Results for Percolation. Physical Review Letters. 2000, 85 (19): 4104–4107. Bibcode:2000PhRvL..85.4104N. PMID 11056635. arXiv:cond-mat/0005264
. doi:10.1103/PhysRevLett.85.4104.
延伸閱讀
- 哈利·克斯汀, 什麼是滲流? (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) AMS筆記,2006年五月
- 穆罕默德·薩伊米(1994)滲流理論應用,Taylor&Francis出版社 ISBN 0-7484-0075-3,ISBN 0-7484-0076-1
- 傑弗里·格里麥特(1999)滲流 (第二版) (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) 斯普林格出版社
- D.本·亞伯拉罕, S.哈夫林(2000)分形和無序系統中的擴散與反應 (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館),劍橋大學出版社
- 波羅巴思·貝拉;萊爾頓·奧利弗 (2006) 滲流,劍橋大學出版社, ISBN 0521872324