拉尔斯·冯·沃尔夫;波普,尤利乌·索林 Cahn-Hilliard Navier-Stokes模型在薄带中的沉淀和溶解的放大。 (英语) Zbl 1503.76100号 J.流体力学。 941,论文编号A49,37 p.(2022). 小结:我们考虑两种不混溶流体的不可压缩流动的相场模型。该模型扩展了广泛的两个流体相模型,包括第三个固相,该固相可能因沉淀和溶解而演变。我们考虑薄带的简单二维几何结构,它仍然可以被视为多孔介质中单个孔喉的表示。在适当假设Péclet数和毛细管数的条件下,我们研究了当板条宽度和长度之比为零时的极限情况。通过这种方式,并采用横向平均,我们导出了一个放大模型。结果是一个多尺度模型,由总通量和离子输运的放大方程组成,而相场方程必须在孔隙尺度的单元问题中求解,以确定界面的位置。我们还研究了多尺度模型的sharp-interface极限,其中相场参数接近0。得到的sharp-interface模型仅由Darcy-scale方程组成,因为单元问题可以显式求解。值得注意的是,我们发现了渐近一致性,即升尺度过程和sharp-interface极限交换。我们使用数值结果来研究在放大模型中形成不连续时放大的有效性。 MSC公司: 76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流 76T99型 多相多组分流动 关键词:多孔介质;多相流 软件:ALUGrid公司;DUNE-ALUGrid公司;DUNE公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{L.von Wolff}和\textit{I.S.Pop},《流体力学杂志》。941,论文编号A49,37页(2022;Zbl 1503.76100) 全文: 内政部 arXiv公司 参考文献: [1] Abels,H.、Garcke,H.和Grün,G.2012不同密度不可压缩两相流的热力学一致、无框架扩散界面模型。数学。模型方法。申请。科学22(03),1150013·Zbl 1242.76342号 [2] Agosti,A.,Giovanardi,B.,Formaggia,L.&Scotti,A.2016存在不连续反应的地球化学压实数值程序。Adv.Water Resour.94,332-344。 [3] Alkämper,M.,Dedner,A.,Klöfkorn,R.&Nolte,M.2016 DUNE-ALUGrid模块。架构(architecture)。数字。软4(1),1-28。 [4] Allen,S.M.和Cahn,J.W.1979反相边界运动的微观理论及其在反相畴粗化中的应用。金属学报27(6),1085-1095。 [5] Bahar,T.,Golfier,F.,Oltean,C.&Benioug,M.2016多孔介质中生物增强NAPL溶解的放大模型。运输。多孔介质113,653-693。 [6] Baňas,L.&Mahato,H.S.2017两相多孔介质流动演化Stokes-Cahn-Hilliard方程的均匀化。渐近线。分析10577-95·Zbl 1382.35206号 [7] Bastian,P.,Heimann,F.&Marnach,S.2010分布式统一数值环境(沙丘)中有限元方法的通用实现。Kybernetika2,294-315年·兹比尔1195.65130 [8] Beckermann,C.,Diepers,H.-J.,Steinbach,I.,Karma,A.&Tong,X.1999凝固相场模拟中熔体对流建模。J.计算。《物理学》154(2),468-496·Zbl 0960.82015号 [9] Boyer,F.和Lapuerta,C.2006三组分Cahn-Hilliard流动模型的研究。数学。模型。分析40653-687·Zbl 1173.35527号 [10] Boyer,F.、Lapuerta,C.、Minjeaud,S.、Piar,B.和Quintard,M.2010Cahn-Hilliard/Navier-Stokes三相流模拟模型。运输。多孔介质82(3),463-483。 [11] Boyer,F.&Minjeaud,S.2014一致n分量Cahn-Hilliard系统的层次结构。数学。模型方法。申请。科学24(14),2885-2928·Zbl 1308.35004号 [12] Bringedal,C.,Berre,I.,Pop,I.S.&Radu,F.A.2015薄带中非等温流动和矿物沉淀与溶解的孔隙尺度模型。J.计算。申请。数学289,346-355·Zbl 1322.80002号 [13] Bringedal,C.,Berre,I.,Pop,I.S.&Radu,F.A.2016随着孔隙度的变化,非等温反应性多孔介质流量的放大。运输。多孔介质114,371-393。 [14] Bringedal,C.,Von Wolff,L.&Pop,I.S.2020多孔介质中沉淀和溶解过程的相场模拟:放大和数值实验。多尺度模型。模拟18(2),1076-1112·Zbl 1446.35119号 [15] Bunoiu,R.、Cardone,G.、Kengne,R.和Woukeng,J.L.2020二维Cahn-Hilliard-Navier-Stokes系统的均化。J.椭圆抛物线。Equ.6377-408·Zbl 1441.35024号 [16] Caginalp,G.&Fife,P.C.1988由相界引起的层状界面动力学。SIAM J.应用。数学48(3),506-518。 [17] Cahn,J.W.和Hilliard,J.E.1958非均匀系统的自由能。I.界面自由能。化学杂志。《物理学》28(2),258-267·Zbl 1431.35066号 [18] Daly,K.R.&Roose,T.2015多孔介质中两种流体流动的均匀化。程序。R.Soc.A数学。物理。工程科学47120140564·兹比尔1371.76106 [19] Dentz,M.、Le Borgne,T.、Englert,A.和Bijeljic,B.2011异质介质中的混合、传播和反应:简要回顾。J.康塔姆。水文学。120-121, 1-17. [20] Van Duijn,C.J.&Knabner,P.1997多孔介质流动中晶体溶解的行波行为。Eur.J.应用。数学8,49-92·Zbl 0880.35098号 [21] Dunbar,O.,Lam,K.F.&Stinner,B.2019多相流中表面活性剂的相场建模。接口自由边界21495-547·Zbl 1431.35255号 [22] Gray,W.G.和Miller,C.T.2005多孔介质系统中流动和传输现象建模的热力学约束平均理论方法:1。动机和概述。Adv.Water Resour.28,161-180。 [23] Jackson,A.S.,Rybak,I.,Helmig,R.,Gray,W.G.&Miller,C.T.2012多孔介质系统流动和传输现象建模的热力学约束平均理论方法:9。过渡区模型。高级水资源42,71-90。 [24] Kumar,K.,Van Noorden,T.L.&Pop,I.S.2011微尺度自由边界反应流的有效弥散方程。多尺度模型。模拟9(1),29-58·Zbl 1222.35020号 [25] Kumar,K.,Wheeler,M.F.&Wick,T.2013薄河道中的反应流和反应诱导边界运动。SIAM J.科学。计算35,B1235-B1266·Zbl 1292.76042号 [26] Lunowa,S.B.,Bringedal,C.&Pop,I.S.2021关于薄带中具有表面张力和动态接触角的不混溶两相流的平均模型。螺柱应用。数学14784-126·Zbl 1471.76076号 [27] Metzger,S.&Knabner,P.2021多孔介质中两相流从孔隙到达西尺度的均匀化:一种相场方法。多尺度模型。模拟19,320-343·Zbl 1462.35045号 [28] Mikelić,A.2009关于薄圆柱管中具有表面张力的二流体不混溶流的平均模型。计算。《地质学》第7期,第183-196页·兹比尔1134.76325 [29] Mikelić,A.&Paoli,L.2000关于从薄区域中的双流体Navier-Stokes方程推导Buckley-Leverett模型。计算。《地质学》4(1),99-101·Zbl 0940.76092号 [30] Navier,C.L.M.H.1823Mémoire sur les lois du movement des fluides。梅姆。阿卡德。R.科学。法国学会6(1823),389-440。 [31] Van Noorden,T.L.2009a薄带中的晶体沉淀和溶解。Eur.J.应用。数学20,69-91·Zbl 1154.82321号 [32] Van Noorden,T.L.2009b多孔介质中的晶体沉淀和溶解:有效方程和数值实验。多尺度模型。模拟71220-1236·Zbl 1176.35020号 [33] Van Noorden,T.L.&Eck,C.2011溶解和沉淀动力学移动边界问题的相场近似。接口自由边界。13(1),29-55·Zbl 1219.35378号 [34] Pego,R.L.&Penrose,O.1989非线性Cahn-Hilliard方程中的前向偏移。程序。R.Soc.伦敦。A: 数学。物理。《科学》第422卷(1863年),第261-278页·Zbl 0701.35159号 [35] Picchi,D.&Battiato,I.2018多孔介质中孔尺度流型对不混溶两相流放大的影响。水资源。第54号决议,6683-6707。 [36] Quintard,M.&Whitaker,S.1988非均质多孔介质中的两相流:大规模平均法。运输。多孔介质3,357-413。 [37] Quintard,M.&Whitaker,S.1994污染物的扩散、扩散和界面传输:均质多孔介质。Adv.Water Resour.17,221-239。 [38] Redeker,M.、Rohde,C.和Sorin Pop,I.2016多孔介质中降水的三相相场模型的放大。IMA J.应用。数学81(5),898-939·Zbl 1406.35297号 [39] Rohde,C.&Von Wolff,L.2021A,沉淀和溶解两相流的三元Cahn-Hilliard-Navier-Stokes模型。数学。模型方法。申请。科学31(1),1-35·Zbl 1491.35346号 [40] Rybak,I.V.,Gray,W.G.&Miller,C.T.2015《多孔介质中的双液相流动和物质传输建模》。《水文学杂志》521,565-581。 [41] Schmuck,M.、Pradas,M.,Pavliotis,G.A.和Kalliadasis,S.2012强非均匀区域界面动力学的放大相场模型。程序。R.Soc.A数学。物理。工程科学468,3705-3724·Zbl 1371.76141号 [42] Schmuck,M.、Pradas,M.、Pavliotis,G.A.和Kalliadasis,S.2013多孔介质中周期性不混溶流动的有效宏观Stokes Cahn Hilliard方程的推导。非线性26,3259-3277·Zbl 1302.76184号 [43] Schulz,R.2019多孔介质中的晶体沉淀和溶解:演变的微观结构和多孔固体基质。多孔介质规范主题修订版10,305-321。 [44] Schulz,R.,Ray,N.,Frank,F.,Mahato,H.S.&Knabner,P.2017演化多孔介质中有效扩散-沉淀模型的强可解性直至堵塞。Eur.J.应用。数学28179-207·Zbl 1386.82065号 [45] Sharmin,S.,Bringedal,C.&Pop,I.S.2020关于具有演变界面的两相流的放大孔隙模型。高级水资源142103646。 [46] Sun,Y.和Beckermann,C.2004基于平均的两相流扩散界面建模:质量和动量方程。物理。D198(3),281-308·Zbl 1303.76127号 [47] Tartakovsky,A.M.,Meakin,P.,Scheibe,T.D.&Wood,B.D.2007A多孔和断裂多孔介质中反应迁移和矿物沉淀的平滑粒子流体动力学模型。水资源。第43(5)号决议。网址:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1029/2005WR004770。 [48] Whitaker,S.1986多孔介质中的流动II:不混溶两相流的控制方程。运输。多孔介质1,105-125。 [49] Von Wolff,L.2021 DUNE-phasefield模块(1.0版)。 [50] Von Wolff,L.、Weinhardt,F.、Class,H.、Hommel,J.和Rohde,C.2021通过微流体实验方法研究酶促方解石沉淀中的晶体生长,并与数学模型进行比较。运输。《多孔介质》137(2),327-343。 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。