Methods for Laser-Induced Fluorescence Imaging of Solute Plumes at the Darcy Scale in Quasi-Two-Dimensional, Refractive Index-Matched Porous Media
Methods for Laser-Induced Fluorescence Imaging of Solute Plumes at the Darcy Scale in Quasi-Two-Dimensional, Refractive Index-Matched Porous Media
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准二维折射率匹配多孔介质中达西尺度溶质羽流的激光诱导荧光成像方法
DOI：
10.1007/s11242-021-01545-x
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发表时间：
2021
影响因子：
2.7
通讯作者：
Crimaldi, John P.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Roth, Eric J.;Mays, David C.;Neupauer, Roseanna M.;Sather, Lauren J.;Crimaldi, John P.
环境、工业和生物医学过程的光谱取决于溶质羽流在多孔介质中的层流扩散。文献包括许多方法来模拟在这种情况下的溶质运动，但较少的技术被报道来测量它的实验。为了解决这一问题，本研究描述了一种新的实验方法，该方法允许在一个充满折射率匹配多孔介质的50厘米× 50厘米× 4厘米准二维装置中使用激光诱导荧光测量达西尺度的溶质羽流扩散。荧光由罗丹明染料提供；折射率匹配是由甘油中的硼硅酸盐玻璃提供的。采用一种新颖的光学方法确定了多孔介质的深度平均孔隙度分布，并将其结果用于研究两个时空变化流场中的溶质输运，(1)推拉泵送序列和(2)诱导溶质羽流拉伸和折叠的序列。对重复实验的定量分析揭示了基于空间矩、反应器比和相关系数的非凡程度的再现性。
A spectrum of environmental, industrial, and biomedical processes depends on solute plume spreading in laminar flows within porous media. The literature includes a number of approaches to model solute movement in this context, but fewer techniques are reported to measure it experimentally. To address this gap, this study describes novel experimental methods that permit measurement of solute plume spreading at the Darcy scale using laser-induced fluorescence in a 50 cm × 50 cm × 4 cm quasi-two-dimensional apparatus filled with refractive index-matched porous media. Fluorescence is provided by Rhodamine dye; refractive index matching is provided by borosilicate glass in glycerin. The depth-averaged porosity distribution of the porous media is determined using a novel optical method, whose results are used to investigate solute transport in two spatiotemporally varying flow fields, (1) a push–pull pumping sequence and (2) a sequence to induce stretching and folding of the solute plume. Quantitative analysis of replicate experiments reveals an extraordinary degree of reproducibility based on spatial moments, reactor ratio, and correlation coefficient.
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影响因子：
0.9
作者：
T. Atmakidis;E. Kenig
通讯作者：
T. Atmakidis;E. Kenig
多孔介质中的磁流体动力流 II：实验结果
DOI：
--
发表时间：
1998
期刊：
影响因子：
--
作者：
J. Mcwhirter;M. Crawford;D. Klein
通讯作者：
D. Klein
多孔介质流动研究中的实验方法与计算方法
DOI：
--
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
--
作者：
Vishal A. Patil;J. Finn;Xiaoliang He;R. Ziazi;S. Apte;J. Liburdy;B. Wood
通讯作者：
B. Wood
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DOI：
10.1103/physrevfluids.2.104502
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
作者：
M. Kree;E. Villermaux
通讯作者：
E. Villermaux
影响因子：
2.7
作者：
Roth, Eric J.;Neupauer, Roseanna M.;Mays, David C.;Sather, Lauren J.;Crimaldi, John P.
通讯作者：
Crimaldi, John P.