关键词： NiFe合金   多孔材料   冰晶模板法   结构调控   水电解制氢   析氧催化  

摘要： 面对全球“碳达峰”、“碳中和”战略需求,具有二氧化碳零排放优势的水电解制氢技术是当前最具发展前景的可再生能源转换方式之一。因受到氧析出半反应（Oxygen Evolution Reaction,OER）的热力学约束及电解过程缓慢动力学等因素的限制,寻求电催化性能优良、稳定性好的阳极及OER催化剂成为水电解研究的重要课题。本文以冰晶模板法制备的大比表面、层状多孔结构Ni7Fe3阳极为研究对象,分别通过淀粉-冰晶双模板法和常压HNO3水热法对其孔隙结构和本征催化活性进行了优化和增强,构建了具有优异OER催化活性和稳定性的自支撑多尺度孔隙Fe OOH/Ni7Fe3阳极,并阐明了孔隙结构与OER性能间的构效关系及其实施效果。论文主要研究内容及结论如下: （1）采用冰晶模板法构筑了三维层状Ni7Fe3阳极,研究了其OER性能及机理,并探讨了冰晶模板法对Ni7Fe3阳极孔隙结构的调控机理及影响规律。结果表明,冰晶模板法对多孔Ni7Fe3阳极结构的调控规律为:Ni7Fe3阳极片层厚度随固相含量的增加而增大,通过浆料初始固相含量可实现其孔隙率在48-77%范围内的调控;浆料粘结剂含量可调控其孔隙结构由三维有序层状向无序胞状的转变;冷端温度在-50℃至-10℃的范围内,可实现其孔径和壁厚在8-43μm和5-23μm范围内的精准调控。初始固相含量为15 vol.%的Ni7Fe3阳极具有最佳的OER活性,10 m A cm-2和100 m A cm-2电流密度对应的过电位分别为246.1 m V和317.1 m V,其Tafel斜率为47.2 m V dec-1。Ni、Fe均为OER活性位点,且Ni7Fe3阳极OER以Ni（OH）2为主,在析氧过程中进一步氧化而发生表面自重构,生成约40 nm厚度的Ni/Fe（O）OH薄层。 （2）采用传输线性模型描述Ni7Fe3阳极的电化学阻抗响应,量化了其传质和传荷阻力,并通过统计学方法阐明了孔隙结构与OER性能的构效关系。研究表明,离子扩散电阻,电荷传输电阻和电化学活性面积与多孔Ni7Fe3阳极Tafel斜率的皮尔逊相关系数分别为0.734,0.613和-0.339,表明减小离子扩散阻力和电荷转移电阻有较大概率可提升OER性能,且阳极OER性能的改善并不依赖于电化学活性面积的增加。在不同结构的Ni7Fe3阳极中,其离子扩散和电荷转移阻力对OER性能限制的主导地位是动态变化的。与层间大孔尺寸有显著差别的细小孔的引入可以有效改善多孔阳极的离子传输途径,降低其扩散阻力,但过量孔隙的存在则会破坏其结构的连续性而对传荷产生不利影响。因而,降低传质、传荷阻力对其孔隙结构的需求存在平衡点。最后,通过实验结果验证了Ni7Fe3阳极孔隙结构平衡离子扩散和电荷传输电阻对OER性能优化的重要性。 （3）开发了淀粉-冰晶双模板法,实现了对多孔Ni7Fe3阳极孔隙结构的调控和优化。结果表明,淀粉-冰晶双模板法可精准控制多孔材料孔隙及微结构:利用浆料流变性能和冷场温度对冰晶生长的作用规律,可实现对多孔Ni7Fe3阳极宏观结构的可控调节;结合淀粉囊与固相颗粒在冻结过程中受冰晶排斥、共析出特性,可以实现对表面微观结构形态的有效控制,并据此构建具有层间大孔、片层表面微孔特征的高孔隙度,高连通性的新型孔隙结构。此结构有效改善了多孔Ni7Fe3阳极的传荷和传质,并提供了更大的电化学反应活性面积和更多的活性位点,显著提升了OER性能。淀粉-冰晶双模板法制备的Ni7Fe3阳极的Tafel斜率为46.9 m V dec-1,在10 m A cm-2和100 m A cm-2电流密度下的过电位分别246.3 m V和306.5 m V,较相同条件下冰晶模板法制备的Ni7Fe3阳极降低了7.6%和13.3%。 （4）通过常压HNO3水热法实现了Ni7Fe3阳极表面纳米Fe OOH的原位构建,开发了具有层间大孔、片层微孔且原位生长纳米晶的多尺度孔隙Fe OOH/Ni7Fe3阳极。研究表明,该阳极由Ni7Fe3在70-90℃经0.1 M HNO3水热处理4 h获得,其层间大孔、片层微小孔及微纳米凹陷的多尺度孔隙结构有效改善了其离子扩散和电荷转移阻力,并可提供更大的反应活性表面;其表面负载的纳米Fe OOH为OER中间活性体,可进一步增强OER活性;且无粘结剂的自支撑结构使其本体及电极-电解质界面中的电子转移更易,实现了大电流密度下的长时间稳定析氧。多尺度孔隙Fe OOH/Ni7Fe3阳极的Tafel斜率仅为21.6 m V dec-1,在10 m A cm-2和100 m A cm-2电流密度下的过电位仅为193.6 m V和257.1 m V,较冰晶模板法制备的Ni7Fe3阳极分别降低了26.4%和27.2%。Ni7Fe3基体中的Ni、Fe在OER过程中会扩

关键词： 残余DNAPL   非平衡传质   水力不可及区域   DNAPL清除模拟  

摘要： 工业快速发展过程中重非水相有机溶剂(DNAPL)大量地不当使用、储存、运输,致使其泄露进入地下环境。由于DNAPL具有高密度、和水相之间的高界面张力、低降解性以及低溶解度等物理化学性质,其在地下水环境中形成长期的污染源严重威胁地下水安全;常规的抽出处理方法难以有效、快速地对其进行清除修复。将乙醇助溶剂输送到污染源区可有效地增加DNAPL的溶解、迁移能力,加速含水层中DNAPL的清除速率。数值模拟技术可以经济、快速地评估乙醇溶液冲洗过程中的DNAPL清除效率,其中DNAPL的传质速率是有效评估其清除效率的关键。然而大部分数值模型通常采用传质速率系数常数计算DNAPL的溶解速率,无法准确预测洗脱曲线和DNAPL的清除效率。基于孔隙尺度探究乙醇助溶剂冲洗下的残余DNAPL传质机理,揭示影响传质速率的因素,发展基于残余DNAPL传质机理的传质模型,提高数值模型预测残余DNAPL清除效率的能力,加强对场地尺度的含水层中残余DNAPL修复工程实施的指导意义。本文基于透明的微孔隙模板实验模拟残余PCE在乙醇助溶剂冲洗下的溶解过程,探究孔隙尺度下的残余DNAPL传质机制,总结不同传质机制下的DNAPL溶解规律;同时基于拉曼光谱技术,定量观测水力不可及的孔隙中PCE浓度的时空分布,定量刻画PCE的溶解过程,在此基础上建立新的DNAPL传质模型。将新的传质模型嵌入到UTCHEM模拟器中,并修正模拟器内部流体性质计算相关的参数模型,利用前人二维砂箱实验数据评估新的DNAPL传质模型对砂箱中DNAPL洗脱曲线和清除效率的预测效果。最后利用改进的模型模拟评估实际污染场地中不同修复方案下DNAPL的清除效果及DNAPL向下迁移的风险。主要认识如下:1.通过观测二维透明微孔隙模型中残余PCE在不同浓度、不同流速乙醇助溶剂冲洗下的溶解过程,发现PCE的溶解可划分为3个阶段,分别是由强对流、弱对流以及有限距离扩散主导的传质过程:在对流主导的传质过程中,乙醇浓度越高、冲洗流速越快,孔隙介质中的PCE分布越均匀、饱和度越高,残余PCE的溶解速率越快;而在水力不可及孔隙中,拉曼定量Mapping观测发现,随着PCE的持续溶解,孔隙出口处的PCE浓度逐渐降低,两相界面处PCE的浓度保持恒定,为其溶解度;水力不可及孔隙中的PCE溶解以有限距离扩散为主,其溶解速率与其饱和度、分布特征无关,随着乙醇浓度、孔隙出口处的冲洗流速增加,PCE溶解速率增加。根据上述3个不同溶解阶段的PCE传质速率系数变化建立了新的传质模型。2.修正UTCHEM模拟器的部分参数模型并嵌入新的DNAPL传质模型,基于前人DNAPL砂箱淋洗实验的图像数据评估改进的数值模型的模拟效果。模拟结果表明:修正后的模型可以模拟计算砂箱中乙醇浓度、冲洗流速、DNAPL饱和度的不均一空间分布所导致的其溶解速率的不均匀分布,从而致使DNAPL浓度的空间分布不均,可以更好地预测砂箱中剩余DNAPL体积和洗脱曲线的变化。3.利用改进后的模型模拟实际污染场地中的DNAPL清除过程,结果表明:增加注入井中的乙醇浓度或注入流量,可有效地增加污染源区内的乙醇浓度,提高DNAPL的清除效率,但同时也会指数增加其向下迁移体积。增加注入井筛网深度,从DNAPL污染源区下方含水层中注入乙醇溶液,乙醇溶液在浮力作用下向上迁移,从DNAPL下方与其接触,溶解向下迁移的DNAPL,有效控制DNAPL向含水层深部的迁移风险;同时在抽水井的水力约束下,增加乙醇注入深度,乙醇浓度分布的重心也向下迁移至DNAPL池分布带,增加DNAPL池的清除速率。

关键词： 两相流   驱替过程   孔隙尺度   孔喉结构   离散统一气体动理学格式   相场模型  

摘要： 在二氧化碳驱油过程中,充分理解地层孔隙内剩余油团的形成机理和分布规律对提高非常规油藏的原油采收率具有重要意义。地层孔隙由许多孔喉结构组成,对其中的微观流动机理研究面临巨大挑战。离散统一气体动理学格式(Discrete Unified Gas Kinetic Scheme,DUGKS)具有数值稳定性好和网格灵活性高等优势,适用于处理孔喉结构内的两相流动问题。但由于DUGKS发展时间尚短,其关于两相流的研究仍然缺乏。因此本文首先发展相场DUGKS模型和边界条件,然后研究孔喉结构中的两相驱替过程。主要研究内容如下: 1、使用三阶WENO(Weighted Essentially Non-Oscillatory)插值格式改善了DUGKS方法的求解精度。数值结果表明,该方法降低了相界面处的数值振荡,并且能模拟密度比达1000的静止液滴问题。 2、基于自由能模型,在相场DUGKS中实现了润湿性边界格式,并数值比较了线性格式、立方格式和正弦格式的优劣。结果表明,对于静态和动态润湿角,立方格式和正弦格式在模拟润湿角的准确度和有效范围两方面皆优于线性格式。 3、构造了能够求解大粘度比两相流动过程的DUGKS模型。该模型在水动力学方程的平衡态中添加剪切速度场信息,使得松弛时间与流体粘性解耦,降低了粘性对于数值稳定性的影响。数值实验证明该模型能准确而有效地模拟大粘度比流动过程。 4、基于上述模型及边界条件,研究了孔喉结构中驱油过程以及残余油滴流动机理。研究结果表明,剩余油存在两种形成机理:亲油润湿边界的束缚作用和孔喉骨架的剥离作用。经分析,得到了残余油滴的捕捉形态和释放形态之间的分界线表达式。

关键词： 3DP-CFRCs   多尺度孔隙   均匀化   刚度   强度  

摘要： 连续纤维增强复合材料（Continuous Fiber Reinforced Composites,简称CFRCs）在载运工具轻量化应用中日益广泛。而3D打印以其一体成型、设计空间灵活等优势,正越来越多的应用于复杂CFRCs结构的设计与制造。然而,3D打印连续纤维增强复合材料（3D Printed Continuous Fiber Reinforced Composites,简称3DP-CFRCs）因其特殊的成型工艺,在制备过程中难以避免会产生多尺度孔隙,如熔丝内孔隙和熔丝间孔隙,这将对其微观结构和力学性能产生很大的影响。因此,探明3DP-CFRCs中的多尺度孔隙特征,揭示其对3DP-CFRCs宏观刚强度性能的影响机理,对3DP-CFRCs的刚强度性能优化等具有重要意义。在此背景下,考虑时效性和经济性,本论文将基于复合材料多尺度理论,将实验表征与理论预测相结合,重点关注材料的刚强度性能,开发精确的均匀化方案来辅助设计预测微观孔隙特征对3DP-CFRCs力学性能的影响,具有重要的理论和工程意义。本文主要研究工作包括以下三个方面:（1）在线弹性范围内,基于Mori-Tanaka细观理论、界面模型和三相桥联模型,建立了多孔CFRCs两步均匀化模型,揭示了CFRCs的有效刚度随孔隙含量、位置、形状等参数的变化规律。研究发现,在三种形状（钱币形、球形和长纤维形）的孔隙中,钱币形孔隙对CFRCs有效刚度的劣化作用最大,而球形孔隙的劣化作用最小。对于材料的横向杨氏模量和剪切模量,当纤维含量较低时,界面孔隙的劣化作用大于基体孔隙,但当纤维含量较高时结果正好相反。（2）采用Mori-Tanaka方法和简化应变梯度弹性理论,建立了考虑多尺度孔隙及其分布形貌影响的3DP-CFRCs有效刚度预测模型,研究了孔隙尺寸、位置及界面切向柔度等微观结构特征对其有效刚度的影响。结果表明,3DP-CFRCs的有效弹性模量随孔隙尺寸的增大而减小;材料的纵向杨氏模量受孔隙位置影响较小,而横向杨氏模量和剪切模量对孔隙位置更敏感;当界面切向柔度αT＞10-8时,随着纤维含量增大,材料的有效弹性模量逐渐降低。（3）基于强度预测理论和有限元模型,提出了考虑多层级孔隙特征的3DP-CFRCs纵向拉伸强度预测方法,着重关注了孔隙含量、位置等参数对其有效强度的影响。研究显示,在相同孔隙含量下,熔丝内基体孔隙对材料纵向拉伸强度的劣化作用比熔丝间孔隙更加明显。图54幅,表7个,参考文献119篇

关键词： NAPL修复   孔隙尺度   助溶剂增溶   粉煤灰   纳米颗粒泡沫  

摘要： 由于原油泄漏及有机溶剂不当处置,目前地下水NAPL(non-aqueous phase liquid,非水相流体)污染问题日益凸显,严重威胁到我国地下水用水安全。因为NAPL自身水溶性小,生物降解性低和界面张力高的原因,常规的修复方式难以高效快速地进行清除修复。选用助溶剂-纳米颗粒泡沫协同修复的方式,先通过泡沫驱替作用对孔隙通道中的NAPL进行驱替清除,而后对驱替之后残余的NAPL通过助溶剂的增溶作用进行溶解清除,有望实现地下水中NAPL污染的高效修复。因此,本文研究孔隙尺度助溶剂的增溶机制和纳米颗粒泡沫的驱替机理,为宏观场地污染物迁移数值模拟提供关键参数,为实际场地污染修复优化方案提供过程信息。论文基于拉曼光谱技术,定量观测静止状态和流动状态下NAPL在助溶剂溶液中的溶解过程,获取NAPL与助溶剂溶液的分子扩散过程与助溶剂冲洗对死端孔隙中NAPL增溶机制和影响规律;使用新型粉煤灰纳米颗粒制备泡沫,观测水驱和泡沫驱对二维孔隙介质中NAPL的修复过程,研究粉煤灰纳米颗粒最佳浓度配比。主要工作和认识如下:(1)建立了定量拉曼观测孔隙空间污染物浓度场的技术方法。采用封汞技术制备了标准样品,获取常压不同温度下PCE(四氯乙烯)-乙醇-水三相组成与拉曼参数之间的定量关系,可以实现不同温度下孔隙空间污染物浓度场的定量观测。(2)使用毛细管模拟一维单孔隙,定量观测了静态条件下PCE与不同浓度乙醇溶液的溶解过程。静态条件下,溶解完全由分子扩散主导,借助定量拉曼光谱,测定了PCE在乙醇溶液以及乙醇在PCE中的溶解度与扩散系数,测试数据显示:随着乙醇浓度的增加,溶解度和扩散系数均会逐渐变大,PCE和乙醇的溶解扩散过程加快。其中乙醇浓度从50%提高到80%时,PCE溶解度提高约14倍,PCE扩散系数提高1.3倍,说明增加乙醇浓度能够明显提高PCE的增溶能力和溶解速率。在溶解后期,70%乙醇溶液中界面附近PCE浓度仍会提高0.02,保持乙醇溶液中PCE存在较大的浓度梯度,使得静止状态下PCE的溶解速率为55%乙醇溶液的两倍,因此在实际使用过程中,对于不流动孔隙,乙醇浓度从55%提高到70%,乙醇用量增加20%可以将溶解速率提高100%,实现低成本高效修复。(3)在实际注入助溶剂溶液进行土壤和含水层冲洗修复过程中,残留在介质死端孔隙中NAPL污染物清除难度很大,如何清除残余NAPL,避免其长期污染,是助溶剂冲洗技术的研究重点。为模拟死端孔隙中的修复过程,利用透明微孔隙模型模拟二维平面孔隙介质,借助拉曼光谱定量观测乙醇溶液冲洗下死端孔隙中污染物浓度场,直观观测PCE的溶解过程。结果发现死端孔隙内部也有对流流动存在,对流流动将界面饱和PCE的乙醇溶液带出死端孔隙,同时新的乙醇溶液补充进去,以此来加快PCE的溶解。(4)定量拉曼光谱技术获取了优势通道冲洗流动条件下,不同乙醇浓度、注入流量和孔喉尺寸对死端孔隙中浓度分布的影响,揭示孔隙尺度NAPL的溶解机理和影响规律:乙醇浓度增加对孔隙内部的对流流动没有明显的影响,而是通过提高PCE溶解度,可以让流动的乙醇溶液携带出更多溶解态的PCE,以此来加快PCE的溶解,乙醇浓度从50%增加到70%,PCE溶解速率能够提高89%,提升幅度大于乙醇用量增加比例;注入流量增大主要通过加快靠近优势通道孔隙中的对流流动过程,来加快PCE的溶解,但是对PCE溶解的影响相对较小,注入流量从1μl/min增加到5μl/min,溶解速率仅提升52%,提升幅度远小于乙醇溶液用量增加比例;孔喉尺寸增大主要通过增强远离优势通道孔隙中的对流来加快PCE的溶解,孔喉从0.3 mm增加到0.4 mm,PCE溶解速率增加约3倍,说明孔喉大小对后期PCE的溶解速率起到决定性作用,是模拟预测修复效果的关键参数。因此在助溶剂冲洗后期,选择高浓度助溶剂溶液按照较低流量的注入方式会更适用于实际修复。(5)在实际场地中,NAPL污染物下渗后会受到地下水的长期冲洗,形成长期固存的残余NAPL污染,因此后期的清除修复工作也是基于残余NAPL污染展开的。为模拟残余NAPL的分布状态,实验使用微孔隙模型模拟孔隙介质中饱和NAPL分布在水流冲洗下的驱替清除过程,结果显示NAPL污染物在侵入地下水后可以被流动的地下水进行部分清除,在水流穿透NAPL区域到达出口前,NAPL可以被水流驱替清除,但是在穿透之后会沿着形成的优势通道流动,很少会进入其他孔隙中进行有效清除,形成长期固存的残余NAPL污染,需要采取必要的修复方法进行清除。(6)粉煤灰作为实现废物资源化的新兴材料,制备的泡沫可以对孔隙介质中的NAPL进行有效驱替清除从而提升修复效益。通过观测不同配比的粉煤灰纳米颗粒泡沫对水驱后的残余NAPL进行驱替清除过程,发现泡沫能有效增大波及率,提高残余NAPL的清除效率;随着纳米颗粒

关键词： 页岩   孔隙结构   孔径分布   压汞   液氮吸附   临兴区块  

摘要： 为了揭示鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩微观孔隙结构特征及其主控因素,丰富对该区块海陆过渡相煤系页岩孔隙发育特征与孔隙结构的认识,对临兴地区页岩进行扫描电镜、高压压汞和液氮吸附分析以表征微观孔隙结构特征,同时结合孔隙率、TOC含量、岩石矿物含量、黏土相对含量、有机质成熟度测试结果对页岩孔隙结构发育主控因素进行研究。结果表明:研究区页岩发育粒内孔、粒间孔、溶蚀孔和微裂缝,有机质内部偶见孔隙、可见微裂隙,与矿物伴生时周边发育微裂隙;页岩总孔容介于0.00146~0.01081m L/g,介孔占比81.9%,比表面积介于0.35~3.65 m^(2)/g,孔径分布以单峰型为主,分布范围主要在200 nm以内,主峰孔径在45 nm左右,本溪组、太原组页岩孔隙连通性优于山西组,太原组宏孔占比优于本溪组、山西组;页岩总有机碳含量对页岩孔隙发育的影响复杂,对宏孔发育具有一定的积极作用,脆性矿物含量对总孔、介孔发育有积极作用,黏土矿物含量对总孔和介孔发育起消极作用,其中,脆性矿物和黏土矿物通过影响介孔的发育来控制页岩中孔隙的发育程度。基于页岩孔隙结构多尺度定性–定量表征及其控制因素研究对临兴区块海陆过渡相页岩气资源量评价、甜点优选与开发具有重要指导意义,丰富了对海陆过渡相页岩储层的地质认识。

关键词： Pore-throat size distribution   Yield stress fluids   Pore-network modeling   Laboratory experiments   measurements   Hydraulic properties  

摘要： Substantial progress has been recently achieved in the development of a clean alternative to mercury intrusion porosimetry (MIP) based on single-phase flow measurements in porous samples using yield stress fluids. However, no study to date has examined the scale of the pore length actually provided by the yield stress fluids porosimetry method (YSM) in consolidated porous media. Indeed, while the results of YSM were compared to those provided by MIP in the past, the relationships between the characterized pore size distribution (PSD) and the actual pore geometry have still not been addressed for this type of porous media. This issue is of special interest to geoscientists involved in seeking relevant information from core characterization operations. With this aim in mind, the objective of the present paper is to evaluate the agreement between the PSDs characterized by YSM, the pore-opening size distributions provided by MIP tests, and the pore-throat and pore-body size distributions obtained from X-ray computed microtomography. For this purpose, a set of artificial and natural porous samples with permeability values extending over two magnitudes were characterized by using both YSM and MIP laboratory tests. Then, the results were matched to the model pore geometries extracted from digital images of the real microstructure. This analysis led to the main conclusion that YSM can be reliably used as an adequate substitute for MIP in the case of the investigated consolidated media, given the general agreement observed between these methods.

关键词： 特高含水期   剩余油   VOF方法   复杂多孔介质   两相流  

摘要： 准确认识多孔介质内水驱剩余油的微观赋存状态对于改善高含水油田水驱开发效果,提高水驱采收率具有重要意义。在对Volume of Fluid(VOF)方法验证的基础上,充分利用其追踪两相界面动态变化、再现微观渗流物理过程的优势,开展特高含水期砂岩油藏物性条件、驱替方式对剩余油微观赋存特征和采收率的影响研究。通过分析典型孔隙结构的微观渗流特征和剩余油受力情况,揭示不同类型微观剩余油的动用机制和规律:水湿条件下驱替速度的增大和驱替方向的改变会使得微观剩余油分布较为分散且采收率得到不同程度的提高;油湿及高黏度比条件下毛管阻力、黏滞力较大,剩余油多以簇状和多孔状聚集分布,采出程度相对较低。

关键词： Flow boiling   Micro-porous structure   Trapped liquid   Liquid bridge   Film flow   Heat transfer enhancement  

摘要： Flow boiling is an important heat dissipation method for cooling high heat flux surfaces in many industrial *** heat transfer can be further enhanced by using porous media surfaces due to their high specific surface ***,although flow boiling in channels is well understood,the phasechange behavior with the additional capillary effect induced by the porous structures is not well understood,and the design of the porous structures is difficult to avoid dryout and over-temperature accidents.A pore-scale lab-on-a-chip method was used here to investigate the flow boiling heat transfer characteristics inside micro-porous *** flow patterns,captured in the two-phase region with a uniform pore-throat size of 30 lm,showed that liquid was trapped in the pore-throat structures as both dispersed liquid bridges and liquid ***,the liquid film was shown to be moving on the wet solid surface by laser-induced fluorescence and particle tracking.A theoretical analysis showed that the capillary pressure difference between adjacent liquid bridges could drive the liquid film flows,which helped maintain the coolant supply in the two-phase *** pore-throat parameters could be designed to enhance the capillary pressure difference with multiple throat sizes of 10–90 lm which would enhance the heat transfer 5%–10%with a 5%–23%pressure drop *** research provides another method for improving the flow boiling heat transfer through the porous structure design besides changing the surface wettability.