A settling velocity formula for irregular shaped microplastic fragments based on new shape factor: Influence of secondary motions
基于新形状因子的不规则形状微塑料碎块沉降速度公式：次级运动的影响
季超群 张金凤 刘光威
摘要：微塑料( MP )碎片普遍存在于河流和湖泊中,对自然水环境造成了相当大的污染。确定微塑料碎片的沉降速度对于预测其在水生系统中的迁移和归趋至关重要。由于MP碎片的复杂和多变的几何形状以及和次级运动相关的不确定性,预测MP碎片的沉降速度具有挑战性。为了更好地理解不规则MP碎块的次级运动,本文建立了一个数值模型来研究整个沉降过程,并进行了实验验证。模型的结果显示了MP碎片在沉降过程中沉降速度和方向随时间的变化。根据次级运动引起的速度波动,本文将MP碎片按其形状分为经历稳定、过渡和振荡沉降的碎片。为了更好地描述不规则MP碎片的形状,本文通过对受力的理论分析,推导出了一个新的不规则形状因子( ISF ),并证明了它比Corey形状因子( CSF )更适合描述具有较大次级运动的不规则MP碎片。本文对沉降速度数据进行拟合,得到包含不规则MP碎屑ISF的显式沉降速度公式。与机器学习方法和现有公式相比,本文所提出的公式对不规则MP碎片的沉降速度提供了更准确的预测。
