We investigate the release of hard-sphere-like molecules from a porous medium to a continuum fluid using dynamical density functional theory. The hard-sphere interactions are employed on the basis of the weighted density approximation. The model porous medium is assumed as a planar wall and molecules are loaded in the medium at an effective density. An equivalent surface density of molecules is applied to determine the surface flux taking into account both the effective medium density and near-wall density fluctuations in the fluid. In the presence of an external flow field which is parabolic near wall, a diffusion layer similar to the mass transfer boundary layer is developed downstream. We compare the effects of various physical parameters including molecular diffusivity, velocity field, interfacial mass transfer resistance, interfacial normal velocity, and effective medium density. We demonstrate that wall-mediated hard-sphere interactions impact the density distribution of released molecules such that the diffusion layer thickness is increased and the near-wall density fluctuation is observed. Moreover, for transient release with a finite amount of loaded molecules, the maximum concentration of the released molecules at different times is identified as a function of distance from the surface. The information gained in this study would be useful to predict the desorption or release efficiency of molecules from a given porous material subjected to various physically-relevant conditions.

我们调查使用动态密度泛函理论从多孔介质到连续体流体中的硬球状分子的释放。硬球相互作用是在加权密度近似的基础上进行的。假定模型多孔介质为平面壁，分子以有效密度加载到介质中。考虑流体的有效介质密度和近壁密度波动，应用等效的分子表面密度来确定表面通量。在存在壁面为抛物线形的外部流场的情况下，在下游形成类似于传质边界层的扩散层。我们比较了各种物理参数的影响，包括分子扩散率，速度场，界面传质阻力，界面法向速度和有效介质密度。我们证明壁介导的硬球相互作用影响释放的分子的密度分布，使得扩散层厚度增加并且观察到近壁密度波动。此外，对于具有有限量的负载分子的瞬时释放，在不同时间释放的分子的最大浓度被确定为与表面的距离的函数。在这项研究中获得的信息将有助于预测分子在各种物理相关条件下从给定多孔材料中的解吸或释放效率。我们证明壁介导的硬球相互作用影响释放的分子的密度分布，使得扩散层厚度增加并且观察到近壁密度波动。此外，对于具有有限量的负载分子的瞬时释放，在不同时间释放的分子的最大浓度被确定为与表面的距离的函数。在这项研究中获得的信息将有助于预测分子在各种物理相关条件下从给定多孔材料中的解吸或释放效率。我们证明壁介导的硬球相互作用影响释放的分子的密度分布，使得扩散层厚度增加并且观察到近壁密度波动。此外，对于具有有限量的负载分子的瞬时释放，在不同时间释放的分子的最大浓度被确定为与表面的距离的函数。在这项研究中获得的信息将有助于预测分子在各种物理相关条件下从给定多孔材料中的解吸或释放效率。在不同时间释放的分子的最大浓度被确定为与表面的距离的函数。在这项研究中获得的信息将有助于预测分子在各种物理相关条件下从给定多孔材料中的解吸或释放效率。在不同时间释放的分子的最大浓度被确定为与表面的距离的函数。在这项研究中获得的信息将有助于预测分子在各种物理相关条件下从给定多孔材料中的解吸或释放效率。