[发明专利]一种基于流体吸力的透水混凝土自净化能力模型

权利要求书

1.一种基于流体吸力的透水混凝土自净化能力模型，其特征在于：孔隙水和高速行驶车轮之间的粘滞作用会导致孔隙水向上运动，并在流体中产生压力差。孔隙中的固体颗粒在压力差作用下向上运动，同时颗粒会在自重作用下向下运动。由此得到颗粒的垂直位置为：

Y_p＝Y_f-Y_G (1)

其中，Y_p为颗粒垂直位置，Y_f为流体压力差作用下颗粒的向上位移；Y_G为重力作用下颗粒的向下位移，根据斯托克斯定律确定。

2.根据权利要求1所述的一种基于流体吸力的透水混凝土自净化能力模型，其特征在于，根据哈根-泊肃叶定律，液体流速和压力差的关系为：

其中，v_f为液体竖向流速，Δp为压力差，f为摩擦系数，r为孔隙半径，η为液体粘滞系数，d为孔隙深度。

根据液体体积应变关系有：

由式(3)得到压力差为：

其中，ΔY为液体上升过程中高度变化量，ΔY＝Y_t-Y_f，Y_t为与车轮产生粘滞力的液体最大高度，R为车轮半径，X为车轮水平运动距离。

根据运动方程有：

其中，v_h为水平车速。

将式(2)和式(4)代入式(5)，并将(5)/(6)，得：

对式(7)积得：

3.根据权利要求1所述的一种基于流体吸力的透水混凝土自净化能力模型，其特征在于，根据斯托克斯定律，有：

其中，g为重力加速度，ρ_p为颗粒密度，ρ_f为液体密度。

4.根据权利要求1所述的一种基于流体吸力的透水混凝土自净化能力模型，其特征在于，颗粒最终的垂直位置为：

5.根据权利要求4所述的一种基于流体吸力的透水混凝土自净化能力模型，其特征在于，车轮水平运动距离X的取值范围在孔隙水和轮胎表面粘滞作用有效的范围内。