بررسي پخش ذرات در محيط هاي متخلخل با همبستگي هاي بلند برد

Diffusion of Particles in Porous Media with Long-Range Correlations

در اين مقاله، با استفاده از روش شبيه سازي ديناميك مولكولي لانژويني، حركت ذره در محيط هاي متخلخل، مورد مطالعه قرار گرفته است. اين شبيه سازي مربوط به جابجايي آلودگي ها در آبهاي زيرزميني، جابجايي گاز در خاك ها، و انتقال در مواد مركب است. براي مدل كردن محيط متخلخل از توزيع Bm استفاده كرديم كه توزيعي تصادفي با همبستگي بلند برد مي باشد. نتايج ما نشان مي دهد كه براي مقادير نماي هارست بيش از 2 / 1 براي سطح، نماي هارست تاثيري در چگونگي پخش ذرات ندارد و حركت، پخشي است. اما براي مقادير نماي هارست كمتر از 2 / 1، با تغييرات نماي هارست، علاوه بر امكان پخش عادي (فيكي)، حركت فرو پخشي و فرابخشي نيز ممكن است اتفاق بيافتد، كه وابسته به ريخت شناسي محيط است. اين پديده يكي از پديده هاي نادر در مكانيك آماري بوده و مي توان از آن در اكتشاف مخازن نفت و گاز استفاده كرد.

We investigated motion of particles in porous media using Langevin Molecular Dynamic simulation. The work is relevant to transport of contaminants in aquifers, gas transport in soils, and transport in composite materials. To simulate porous media, we used fBm distribution which is a random distribution with long-rage correlations. Our results show that for the Hurst exponent H> 1/2 the roughness of the medium have no effect and the motion is diffusive. But for H<1/2 variation in the roughness, may cause to diffusive, subdiffusion or superdiffusion regime depending on morphology of the medium. This is an uncommon phenomenon in statistical mechanics, and can be used in oil and gas exploration