[发明专利]一种量化复杂介质中溶质运移多尺度特征的方法

权利要求书

1.一种量化复杂介质中溶质运移多尺度特征的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选定具体复杂介质中溶质运移过程作为研究对象，确定试验条件，观察溶质粒子的运动轨迹，获得溶质粒子均方位移的试验数据R，R是当运动时间为t时，所有粒子t时刻的位置x与各自初始点的距离的平均值的集合；

(2)根据分布阶分形导数模型或其等价形式，推导溶质运移的多尺度运移率；

其中，复杂介质中溶质运移多尺度的分布阶分形导数模型如下：

其中，α为时间分形导数的阶数，p(α)＝2cα为分布阶的权重函数，c＞0为权重函数的系数，x为溶质粒子在t时刻的位置，u(x,t)为溶质在位置x和时刻t时的浓度，D为扩散系数，由复杂介质本身的内部结构决定；

根据分布阶分形导数推导出溶质运移的多尺度运移率如下：

＜x²(t)＞＝-Ddilog(t)/c (2)；

其中dilog为二重对数函数；

分布阶分形导数模型的等价形式为：

其中c＞0为权重函数的系数，x为溶质粒子在t时刻的位置，u(x,t)为溶质在位置x和时刻t时的浓度，D为扩散系数；

(3)结合步骤(1)中溶质粒子均方位移的试验数据R，计算步骤(2)中多尺度运移率中参数的值c；

(4)根据步骤(3)中得到的多尺度运移率中参数的值c，得到复杂介质中溶质运移的多尺度特征，对溶质运移过程分类。

2.根据权利要求1所述的量化复杂介质中溶质运移多尺度特征的方法，其特征在于：所述步骤(3)采用最小二乘法，通过Matlab软件，计算确定多尺度运移率中参数的值c。

3.根据权利要求1所述的量化复杂介质中溶质运移多尺度特征的方法，其特征在于：所述步骤(4)中复杂介质中溶质运移的多尺度运移率与菲克运移的线性运移率，反常运移的幂率运移率，特慢运移的对数运移率或逆Mittag-Leffler运移率进行比较，分析多尺度运移率介于哪两类单尺度运移率之间，多尺度运移是这两类单尺度运移共同作用的结果，进一步确定该复杂介质中溶质运移过程的类型。