.
Gravitationskraft
.
Hydrostatische Druckkraft
.
Reibungskraft
.
Massenerhaltung
mit rho const
Impulserhaltung
Navier-Stokes-Gleichung
Aus folgt:
Navier-Stokes-Gleichung
Falls (kompressibles Fluid)
laminarer Fluss
stationärer Fluss
Porosität
Trockendichte
Volumetrischer Fluidgehalt
gravimetrischer Fluidgehalt
Sättigung:
Potentielle Energie eines Fluidelements:
Potentielle Energie pro Einheitsgewicht
Darcy Gesetz:
laminarer, langsamer, stationärer Fluss mit g=0
(Haagen-Poisuille)
makroskopische Betrachtung (Darcy-Gesetz für Newtonsche Fluide)
mit and and
allgemeine Gleichung für g≠0
Reynoldszahl:
Massenkontinuitätsgleichung
für gesättigte Verhältnisse wobei : Wasserkapazitätsfunktion; integriert man diese erhält man die Wasserretentionskurve
für ungesättigte Verhältnisse wobei ; :Wasser-Kompressibilitätskoeffizient; :Matrix-Kompressibilitätskoeffizient;
Richardsgleichung und und
und
Spezialfälle der Richardsgleichung
für gespannten Aquifer: Kontinuitätsgleichgung mit s
mit
mit einem zusätzlichen Quell- bzw. Senkenterm
für Anisotropie
d.h.
stationäre Bedingungen, isotroper aquifer
homogener, aber anisotroper Aquifer
d.h.
homogener, isotroper Aquifer
d.h.
homogener, isotroper Aquifer mit stationären Bedingungen
homogener, isotroper Aquifer mit stationären Bedingungen mit Quell-Term (Laplace Gleichung)
Laplace Gleichung (Oberflächenspannung):
Buckingham-Darcy
Kappilares Steigen
Matrixpotential
Wassergehalt ist abhängig vom Matrix Potential
Richards-Gleichung mit Wasserkapazitätfunktion
1-
2-
1. Fick'sches Gesetz im freien Fluid
1. Fick'sches Gesetz im porösen Medium
wobei wobei : die Toruosität ist
Herleitung 2.Fick'sches Gesetz (Massenerhaltung)
mit
Advektion
hydrondynamischer Dispersionstensor (2. Stufe)
Stofffluss aufgrund von hydrodynamischer Dispersion
Advektions-Dispersions-Gleichung
Beispiel gesättigt/konstante Porosität/inkompresibles Medium
1D Stofftransport in 1D Fließfeld bei konst. longitudinaler Dispersivität
Stofftransport mit Dichte Abhängigem Fluss
aus
Wärmefluss
Fourier Gesetz:
Energieerhaltung
Stromfluss
Ohm'sches Gestetz
Ladungserhaltung
Innere Oberfläche
Volumenbezogene spezifische Oberfläche
Korn(Kugel):
Tonplättchen:
Massenbezogene spezifische Oberfläche
Effektive Porosität
Porosität im Porenkanalmodell
wobei : Tortuisität
Für kreisförmige Poren:
Für allgmeine Porenform:
Elektrische Leitfähigkeit/spezifischer elektrischer Wiederstand
;
Ohmsche Gesetz:
Maxwell
Archie's Law
Leitfähigkeit des Wassers
;
Leitfähigkeit aufgrund von Grenzflächenleitfähigkeit
4. Maxwellgleichung
CRIM - (complex refractive index method) Modell
Grenzflächenleitfähigkeit
Membranpolarisation
komplexe (frequenzabhängige) Leitfähigkeit