다공성 미디아에 있어서 유효확산계수

Effective Diffusion Coefficient in the Porous Media

토양내에서의 가스나 증기상의 오염물질의 이동은 여러 가지 현상에 의해서 일어나고 있으나 농도차에 의해서 일어나는 확산이 가장 중요하다. 그런데 토양내에서의 확산은 토양 입자들로 인한 확산 부피의 감소, 또 확산경로의 불규칙성, 확산 경로에 있어서 단면적의 변화 등으로 인해 대기중에서 일어나는 확산과는 다른 면을 보인다. 본 논문에서는 이러한 현상을 설명하기 위하여 흔히 사용되는 굴절계수(toruosity), 유효확산계수(effective diffusion coefficient)의 서로 다른 그러나 같은 이름으로 사용되는 많은 정의들과 다양한 수학적 모델들에 대한 비교 검토가 이루어졌다. 굴절계수나 유효확산계수를 사용할 때는 각각의 경우 정의와 각 식의 특징에 대하여 세밀한 검토와 주의가 행하여져야 한다.

A diffusion process is often the main mechanism of soil gas/vapor movement in the vadose zone. The diffusion coefficients in the porous soil media are different from those in the free air phase by the reduction of available area for diffusion, tortuous diffusion path and variable cross section area along the diffusion path. To take account those effects of the diffusion process in the porous media, usually the terms of effective diffusion coefficient and tortuosity are have been used. However, as there are many differents definitions for the tortuosity, when the term of tortuosity is used, it is necessary to examine it throughly. Moreover, there are many different equations for the effective diffusion coefficient according to the investigators and the differences in the values of effective diffusion coefficients between the equations are not insignificant, the selection of the equation should be done with caution. In this paper, the different definitions of effective diffusion coefficient are examined and discussed. As well as definitions, the lots of availabe models for the diffusion coefficient in terms of porosities are compared. Also, the constrictiviy which explains the effect of cross sectional area change over the diffusion path was discussed.