毛细管压力

多孔多相区域的毛细管压力考虑了多孔介质孔隙内欧拉液相之间的压力差。此压差是流体饱和度的函数。

Simcenter STAR-CCM+ 中的多孔毛细管压力模型计算欧拉相间相互作用对之间的毛细管力。此力仅施加于选定的参考相，通常为液相。该模型包括多个公式，以描述毛细管压力和饱和度之间的关系。

Leverett

Leverett 模型（[503]）使用无量纲函数（也称为 Leverett 函数）描述多孔介质中的毛细管压力-饱和度关系。此模型的毛细管压力公式为：

$$P_c=\sigma \cos \theta \sqrt{\frac{\gamma }{K}}J$$

(2433)

其中：

• $J$ 为 Leverett 函数，定义如下：

  $$J=\{\begin{array}{cc}J\left(S_{ref,eff}\right)& \theta <{90}^o\left(hydrophilic\right)\\ J(1-S_{ref,eff})& \theta >{90}^o\left(hydrophobic\right)\end{array}$$

  (2434)
• $\sigma$ 为表面张力。
• $\theta$ 为参考相接触角。
• $K$ 为多孔介质的固有渗透率。
• $\gamma$ 为孔隙率。
• $S_{ref,eff}$ 为针对多孔毛细管压力建模而选择的参考相有效饱和度。

Kumbur

Kumbur 模型（[494]）是一种改进的 Leverett 函数方法，它还考虑了材料的疏水性。该方法专门用于分析聚合物电解质膜燃料电池 (PEMFC) 气体扩散层 (GDL) 内液态水和气体的行为。

此模型的毛细管压力公式为：

$$P_c=\sigma \sqrt{\frac{\gamma }{K}}G(1-S_{ref,eff},wt)$$

(2435)

其中：

• $G(1-S_{ref,eff},wt)$ 为参考相的有效饱和度的函数。
• $C$ 为施加于多孔介质的压缩压力。
• $wt$ 为多孔介质中存在的聚四氟乙烯 (PTFE) 的重量百分比。

Brooks-Corey

Brooks-Corey 模型（[434]）描述了非饱和多孔介质的水力属性，特别是含水量和水力传导率随毛细管压力变化的方式。此模型的毛细管压力公式为：

$$P_c=P_{c,0}{S}_{ref,eff}^{-\alpha }$$

(2436)

其中：

• $\frac{1}{\alpha }$ 为孔隙尺寸分布指数，也称为毛细管压力指数。
• $P_{c0}$ 为孔隙进入毛细管压力。
• $S_{ref,eff}$ 为针对多孔毛细管压力建模而选择的参考相有效饱和度。