擴散-彌散是1998年公布的土壤學名詞，指物質在介質中運動的兩種基本形式。擴散指微粒由高濃度區域向低濃度區域的定向遷移，彌散側重非均勻介質中孔隙結構差異引發的分散運動，兩者共同構成多孔介質傳質研究的核心理論。
| 中文名稱 | 擴散-彌散 |
| 英文名稱 | diffusion-dispersion |
| 定 義 | 。擴散與彌散的統稱。兩種作用一般同時存在。 |
| 套用學科 | 土壤學（一級學科），土壤物理（二級學科） |
基本介紹
- 中文名：擴散-彌散
- 外文名：diffusion-dispersion
- 定義：微粒遷移運動形式
- 研究對象：流體/氣體介質
- 驅動因素：濃度梯度/介質差異
- 所屬學科：土壤學
- 公布年度：1998年
- 套用範圍：環境科學工程
定義範疇,物理機制,套用領域,現象區別,研究進展,
定義範疇
擴散現象表現為微粒在濃度差驅動下的定向運動過程。彌散現象發生在多孔介質或複雜流場中，由流體通道的曲折性導致微粒運動路徑的隨機偏移，這種特性造成溶質鋒面的不規則推進。
物理機制
擴散作用的微觀機理源於微粒熱運動產生的隨機碰撞，巨觀表現為濃度場的均衡化趨勢。其速率與溫度梯度、分子量等因素呈正相關性，可通過下列公式表達擴散通量：
$$ J = -D\nabla c $$
式中D為擴散係數，c表示濃度。
$$ J = -D\nabla c $$
式中D為擴散係數，c表示濃度。
彌散效應源於流場速度分布的空間異質性，包含機械彌散與分子擴散的耦合作用。其強度與流體流速、孔隙結構複雜度呈指數關係，常用示蹤劑實驗進行定量表征。
套用領域
在土壤學領域，彌散理論套用於地下水溶質運移模擬。生物醫學領域套用擴散原理分析藥物透皮吸收過程，兩者在微流控晶片設計、油氣開採滲流模型最佳化等方面均有重要套用。
現象區別
- 作用尺度：擴散主導微觀分子運動，彌散體現巨觀流動效應
- 驅動因素：擴散由濃度梯度驅動，彌散依賴流速場分布
- 數學模型：擴散適用拋物線型方程，彌散需結合對流項求解
- 介質要求：擴散存在於靜態介質，彌散必須流體流動條件
研究進展
2022年數值模擬研究揭示了擴散-彌散的相關規律，該成果被套用於頁岩氣開採的滲流模型最佳化，標誌著耦合理論的工程化突破。
