Category: Poröse Medien
R. Hilfer
Zentralblatt für Geologie und Paläontologie, Teil I 11/12, 1035 (1997)
eingereicht am
Freitag, 24. Mai 1996
Dieser Beitrag gibt eine kurze Einführung in die lokale Porositätstheorie. Es wird gezeigt, da\ss für makroskopische Syteme das Auftreten fraktaler Porositätsfluktuationen möglich ist.
R. Hilfer
Advances in Chemical Physics XCII, 299 (1996)
ISBN: 978-0-470-14204-2
eingereicht am
Dienstag, 9. Mai 1995
Fast alle Untersuchungen von Transport- und Relaxationsprozessen in porösen Medien sind motiviert durch eine einzige zentrale Frage. Wie werden die makroskopischen effektiven Transporteigenschaften von der mikroskopischen geometrischen Struktur des Mediums beeinflußt?
Weitere Informationen unter
R. Hilfer
Physical Review B 45, 7115 (1992)
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.45.7115
eingereicht am
Donnerstag, 28. März 1991
In der vorliegenden Arbeit wird die lokale Porositätstheorie zur Berechnung der hydrodynamischen absoluten Permeabilität poröser Medien eingesetzt. Quantitative Berechnungen der Permeabilität aus der Mikrostruktur poröser Medien ist ein komplexes Problem, dessen Lösung besonders für die Geowissenschaften und die Umweltwissenschaften wichtig ist. Die vorliegende Arbeit zeigt den engen Zusammenhang des Problems mit dem Perkolationskonzept auf. Die lokale Porositätstheorie reproduziert die experimentell beobachteten Korrelationen zwischen Permeabilität, Porosität, Formationsfaktor und spezifischer innerer Oberfläche des Mediums. Insbesondere die Kozeny Beziehung zwischen Permeabilität und Permeabilität, und die Korrelation von Permeabilität und Formationsfaktor werden analysiert. Im Rahmen eines einfachen Konsolidierungsmodells werden die lokale Porositätsverteilung und die Transportexponenten explizit berechnet. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen im dielektrischen Fall zeigt sich wiederum eine ausgeprägte Nichtuniversalität der molekularfeldartigen Theorie, und eine weitreichende Übereinstimmung mit dem Experiment.
Weitere Informationen unter
R. Hilfer
Physical Review B 44, 60 (1991)
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.44.60
eingereicht am
Freitag, 12. Oktober 1990
Diese Arbeit präsentiert eine allgemeine Charakterisierung der Mikrostruktur poröser Medien, die zur quantitativen Berechnung von Transporteigenschaften geeignet ist. Die eingeführte quantitative Charakterisierung erlaubt Fortschritte bei der quantitativen Berechnung der Transporteigenschaften von porösen Medien (oder allgemeiner Systemen mit korrelierter Unordnung) wie sie in vielen Bereichen der Angewandten Physik (insbesondere in den Geo-, und Materialwissenschaften) häufig auftreten. Die neue Charakterisierung verzichtet auf die bisher üblichen Porengrößenverteilungen und benutzt stattdessen sogenannte lokale Porositätsverteilungen und lokale Perkolationswahrscheinlichkeiten. Die erste Größe beschreibt die statistischen Fluktuationen der Porosität, die zweite diejenigen der Konnektivität. Beide Funktionen sind speziell zum Einsatz in molekularfeldartigen Rechnungen gut geeignet. In dieer Arbeit wird die Theorie der Ausbreitung elektromagnetischer Strahlung in porösen oder inhomogenen Medien diskutiert. Dazu wird die bekannte und erfolgreiche effektive Mediumstheorie für inhomogene Materialien verallgemeinert. Die Theorie erlaubt erstmals die simultane Erklärung des experimentell beobachteten Archie Gesetzes und der dielektrischen Verstärkung. Im Rahmen der Theorie existieren drei verschiedene Verstärkungsmechanismen. Der Zementierungsexponent des Archie Gesetzes hat als “mean field” Wert den experimentell beobachteten Wert 2. Gleichzeitig erklärt die Theorie die begrenzte Universalität des Exponenten. Die Arbeit präsentiert Modellrechnungen, und eine Vorhersage für das Skalenverhalten des Realteils der dielektrischen Funktion im Limes hoher Porosität.
Weitere Informationen unter