三次元多孔質内の密度差による物質輸送特性

摘要

密度差が作る不安定性による自然対流現象の可視化に成功した.その結果，フィンガーが三次元的な分布を作り対流していく様子が確認された.その際，合体によりフインガーの数を減らし径が太くなってゆく現象が見られた.フィンガーの進展速度は，充填層や粒子の大小に依存せず，数の増加に伴い，線形に増加してゆき，ダルシー則に基づく特徴速度に近い値を取る事が明らかになった.また得られたCT画像から，フィンガー数密度が，合体したに伴い減少していく様子を定量的に示した.多孔質体内における密度差自然対流はべき乗則に従い，当研究の3次元モデルによると，物質輸送に関わる無次元数Sh数は，勘数の1.08乗に比例することが明らかになった.