Unconsolidated porous media are distinct from consolidated porous rocks in the negligible bulk and shear moduli. This paper is motivated by resolving the control mechanism of P-wave attenuation in the media (represented by Toyoura sands and glass beads) saturated with water. The first model is Biot theory in which longitudinal friction (arising from velocity difference between the two phases) is quantified using dynamic permeability as a function of frequency. The first model simulates phase velocity (Vp) and the ultrasonically measured quality factor (Qp) well. A second model is the transverse squirt model in which squirt is induced by pressure differential between contact of grains (COG) and the main pore space. The second model outputs unrealistic Vp and Qp. The results reveal that P-wave attenuation in unconsolidated porous media (saturated with water) is governed by longitudinal friction rather than intrapore squirt. Remarkably, low-frequency dynamic permeability is much smaller than Darcy permeability, indicating that ultrasonic P-wave is surprisingly capable of indirectly detecting the very narrow gap at COG.

Protonic ceramic fuel cells (PCFCs) are regarded as efficient energy conversion devices for addressing the challenges of carbon neutrality, which can directly convert the chemical fuel energy into electricity at reduced operating temperatures below 700 °C. However, the insufficient strength and immature preparation processes of PCFCs limit their practical application. In this work, the novel anode-supported microtubular PCFCs with a tube diameter of less than 5 mm were successfully prepared by extrusion technology combined with a dip-coating method. The newly developed BaZr0.4Ce0.4Y0.1Gd0.1O3-δ (BZCYG4411) proton-conducting electrolyte was synthesized using an extremely simple and efficient one-step solid-state reaction method, showing comparable electrical conductivity with BaZr0.4Ce0.4Y0.1Yb0.1O3-δ (BZCYYb4411) and BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3-δ (BZCYYb1711) electrolytes, as well as excellent chemical stability. The single cell with Ba2Sc0.1Nb0.1Co1.5Fe0.3O6-δ (BSNCF) cathode exhibited a high peak power density of 906.86 mW cm-2 at 700 °C. Additionally, this microtubular PCFC demonstrated excellent stability after about 103 h durability test at a constant current of 0.5 A cm-2 at 650 °C. This study provides a highly efficient and simplified technology for fabricating high-performance and durable anode-supported microtubular PCFCs.

The interaction between ink drops and permeable textiles is complicated but crucial for textile inkjet printing. To address this, a modified model was developed in the current research by employing the volume of fluid method. The capillary force and the flow resistance were taken into account in the momentum equation, enabling the simulation of both spreading and penetration of ink drops upon impacting a textile. The evolutions of drop morphology, pressure distribution, and velocity field were investigated. An interesting finding is the entrapment of air bubbles with higher internal pressure at the intersection of warp and weft yarns due to the flow difference in the axial and radial directions of a yarn. To explore the influence of critical factors, parametric study was further conducted by varying impact velocity, drop diameter, and ink viscosity. Results show that increasing impact velocity enhances both the spreading and penetration of ink drops. The increase in drop diameter leads to a larger maximum spreading ratio but a smaller penetration ratio, as the penetration dynamics in the numerical model is independent of drop size. Additionally, ink drops with a higher viscosity display reduced spreading and penetration within the textile, primarily due to the rise in flow resistance and energy dissipation.