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考虑惯性效应的多孔介质单相流动的非均匀多尺度MPFA方法。 (英语) Zbl 1411.76079号

小结:从孔隙到达西尺度的流量放大是多孔介质流动的一个长期研究领域。众所周知,近井区和高孔隙度或断裂介质中可能会出现非线性。同时,与高流速相关的放大非线性效应很难用单尺度模型进行先验量化。孔隙尺度成像技术的进步以及计算量的增加使得在小孔隙尺度域中进行流动模拟变得可行,但在大于最多几厘米的域上进行计算仍然是难以捉摸的。在这项工作中,我们提出了一个多尺度模拟框架,该框架可以自动适应出现的非线性效果。通过将达西尺度控制体方法与基于细尺度物理捕获的本构关系耦合,我们提出了一种控制体非均匀多尺度方法(CVHMM)。虽然CVHMM公式适用于任意的放大定律,但我们强调其完全适用的能力离散多尺度上下文,特别是当有限元解算器用于求解精细尺度孔隙几何上的Navier-Stokes方程时。只有当粗网格与增大的渗透率对齐时,CVHMM的早期版本才是一致的。在此,我们通过引入一种新的粗求解器来推广CVHMM,从而显著提高了该方法的适用性。将该方法应用于研究近井区以及裂缝和不规则颗粒形状介质的流动。实例表明,该方法成功地处理了一般网格和孔隙几何,并处理了不同程度的非线性流动,甚至超出了经典放大模型的适用范围。就计算效率而言,该方法将计算无缝地定位到非线性影响重要的区域。

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76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
65号08 含偏微分方程边值问题的有限体积法
76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
86A05型 水文学、水文学、海洋学

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