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各向异性结构多孔介质渗透率的一种新的分析模型。 (英语) Zbl 1423.76434号

摘要:提出了一种新的各向异性多孔介质渗透率分析模型,该模型由长矩形杆(也称为“纤维”)的周期性排列组成。该分析渗透率模型基于多孔介质孔隙中微观速度场和压力场的近似值。速度场的解析近似值是通过对矩形杆的各种固体和长径比的微观速度场和压力场进行广泛的数值模拟来评估的。数值结果是通过求解不可压缩Navier-Stokes方程获得的,采用了一种容积化浸没边界法,其中使用二进制“掩蔽函数”来表示流体区域的内部几何。在孔隙尺度上,层流形成,以粘性效应为主。因此,提出了一种基于变宽度细长通道泊松流的微观速度场解析近似方法。在对构成多孔介质的实心杆施加“横向”或“纵向”压力梯度的情况下,将此扩展的Poiseuille模型与数值模拟进行了比较。对于一系列固体,模拟的速度场与泊松模型非常接近。基于速度场的扩展Poiseuille流近似,建立了有效各向异性渗透率的分析模型,该模型可用于多孔介质运移的宏观模拟。该渗透率模型用于准确描述固体(0.35)下粘性层流(Re)的“横向”和“纵向”配置的渗透率。如果纤维的位置相对于流动方向,使纤维横截面的最长一侧与主流动方向对齐,则所提出的渗透率模型在横向上更为可靠。

MSC公司:

76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
80A20型 热量和质量传递,热流(MSC2010)
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