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摘要：本发明公开一种微塑料粒子迁移行为和通量预测的数值模拟方法、装置及介质，其中方法包括：构建土壤‑地下水渗流场模型，所述土壤‑地下水渗流场模型用于描述流体在土壤介质中的流动，并提供流体中微塑料运移所需的流体速度场；在将所述流体速度场中微塑料粒子视为离散的粒子的情况下，根据流体速度利用曳力模型描述微塑料颗粒与流体之间的相互作用，并引入弥散项，以结合渗流场流体运动对微塑料的对流‑弥散作用，描述微塑料颗粒的随机扩散行为。本发明能够很好的弥补现有模型对微塑料模拟在忽略微塑料特性及流场变化、非均质结构、大尺度运算和模型准确性等方面的显著不足的问题，有助于制定针对性的预防和补救策略。

主权项：1.一种微塑料粒子迁移行为和通量预测的数值模拟方法，其特征在于，所述方法包括：构建土壤-地下水渗流场模型，所述土壤-地下水渗流场模型用于描述流体在土壤介质中的流动，并提供流体中微塑料运移所需的流体速度场；在将所述流体速度场中微塑料粒子视为离散的粒子的情况下，根据流体速度利用曳力模型描述微塑料颗粒与流体之间的相互作用，并引入弥散项，以结合渗流场流体运动对微塑料的对流-弥散作用，描述微塑料颗粒的随机扩散行为；在将所述流体速度场中微塑料粒子视为离散的粒子的情况下，根据流体速度利用曳力模型描述微塑料颗粒与流体之间的相互作用，并引入弥散项，以结合渗流场流体运动对微塑料的对流-弥散作用，描述微塑料颗粒的随机扩散行为，包括：通过随机游走的粒子追踪模型概化微塑料迁移过程，通过渗流场模型获取的迁移规律将曳力模型和对流-弥散过程耦合模拟得到多相流模型，并将迁移过程与多相流模型耦合；通过随机游走的粒子追踪模型概化微塑料迁移过程，通过渗流场模型获取的迁移规律将曳力模型和对流-弥散过程耦合模拟，并将迁移过程与多相流模型耦合，具体包括：通过随机游走的粒子追踪模型概化微塑料迁移过程的概化方程表示为： 其中，mp为粒子质量；q为粒子位置；FD和Fg分别为曳力和重力，概化方程如下： u′-v＝u+Δu-v＝u-v-Δu4 其中，v为粒子速度，Δu为变化粒子速度，u′为t时刻的粒子位置处的流体速度，u为初始水流速度，τp为粒子速度响应时间；ρp为颗粒密度；dp为颗粒直径，μ为流体粘滞性；在一维无限多孔介质柱中，微塑料从x＝0位置瞬时释放过程中，基于特定边界和初始条件，概化方程如下： c0,0＝C07cx,0＝08Vx,t＝V09其中，c为当前浓度；x为沿x轴的距离；dL为纵向弥散度；cx,t的解析方程符合均值为Vt，方差为2dLVt的正态分布特征，dL为，Vt为，V0为，Vx,t为，C0为，c0,0为，cx,0为；弥散作用产生的粒子迁移轨迹变量概化如下： 其中Xd为x方向纵向弥散的距离，NL为正态随机变量，Xc为曳力产生的距离；利用随机游走理论进行粒子跟踪，迁移后粒子新位置的概化方程如下： 其中，Px-new和Py-new分别为粒子在x方向和y方向上的新位置；vx和vy分别为粒子在x方向和y方向上的速度；t为迁移时间，Xx0为粒子在x方向的初始位置，xx为受曳力与纵向弥散影响下的粒子在x方向上变化的距离，Xx为纵向弥散影响下粒子在x方向上变化的距离，Xy0为粒子在y方向的初始位置，xy为受曳力与横向弥散影响下的粒子在y方向上变化的距离，Xy为横向弥散影响下粒子在y方向上变化的距离；粒子速度的概化方程如下： 式中Δu为变化粒子速度；vpar为当前时间步长的粒子速度；Δt为当前时间步长，DL为弥散系数。

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百度查询： 上海大学 微塑料粒子迁移行为和通量预测的数值模拟方法、装置及介质