Фильтрация жидкости в пористой среде Форцгеймера с пространственно неоднородными пористостью и проницаемостью
Автор: Сираев Рамиль Рифгатович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 3 т.12, 2019 года.
Бесплатный доступ
Теоретически исследовалась фильтрация несжимаемой жидкости в неоднородной пористой среде, основные характеристики которой - пористость и проницаемость - являются непрерывными функциями координат. Математическая модель базировалась на уравнении Форцгеймера с дополнительным слагаемым, учитывающим неоднородность среды. Численно изучалось влияние неоднородностей параметров пористой среды на фильтрацию в плоском канале. Для упрощения делалось предположение об отсутствии корреляции между пористостью и проницаемостью, которые затем считались независимыми параметрами среды. Полученные результаты свидетельствуют, что в неоднородных пористых средах изменения проницаемости и пористости по-разному влияют на фильтрацию несжимаемой жидкости. В первом случае жидкость, обтекая участки с малой проницаемостью, подчиняется закону Форцгеймера. При смене направления течения на противоположное структура гидродинамических полей (исключение составляет поле скорости) и расход жидкости остаются прежними...
Неоднородная пористая среда, математическая модель фильтрации, асимметрия течения, осциллирующее движение жидкости, вторичное осредненное течение
Короткий адрес: https://sciup.org/143168902
IDR: 143168902 | DOI: 10.7242/1999-6691/2019.12.3.24
Список литературы Фильтрация жидкости в пористой среде Форцгеймера с пространственно неоднородными пористостью и проницаемостью
- Nield D.A., Bejan A. Convection in porous media. Springer-Verlag, 2017. 988 p.
- Nield D.A., Kuznetsov A.V., Barletta A., Celli M. The onset of convection in a sloping layered porous medium: Effects of local thermal non-equilibrium and heterogeneity // Transp. Porous. Med. 2016. Vol. 114. P. 87-97.
- Nield D.A., Kuznetsov A.V., Barletta A., Celli M. Local thermal non-equilibrium and heterogeneity effects on the onset of double-diffusive convection in an internally heated and soluted porous medium // Transp. Porous. Med. 2015. Vol. 109. P. 393-409.
- Coutelieris F.A., Delgado J.M.P.Q. Transport processes in porous media. Springer-Verlag, 2012. 236 p.
- Multiphase flow handbook: 2nd edition / Ed. C.T. Crowe, J.D. Schwarzkopf. Taylor
- van Duijn C.J., Cao X., Pop I.S. Two-phase flow in porous media: Dynamic capillarity and heterogeneous media // Transp. Porous. Med. 2016. Vol. 114. P. 283-308.
- Boussinot G., Apel M. Phase field and analytical study of mushy zone solidification in a static thermal gradient: From dendrites to planar front // Acta Mater. 2017. Vol. 122. P. 310-321.
- Александров Д.В., Александрова И.В., Иванов А.А., Малыгин А.П., Низовцева И.Г. Нелинейный анализ устойчивости затвердевания с областью фазового перехода // Расплавы. 2014. № 2. С. 27-43.
- Zhang Y.H., Räbiger D., Eckert S. Solidification of pure aluminium affected by a pulsed electrical field and electromagnetic stirring // J. Mater. Sci. 2016. Vol. 51. P. 2153-2159.
- Брацун Д.А., Де Вит А. Об управлении хемоконвективными структурами в плоском реакторе // ЖТФ. 2008. Т. 78, № 2. С. 6-13.
- Брацун Д.А., Сираев Р.Р. Управление перемешиванием в проточном микрореакторе с заданным варьированием ширины зазора // Вестник ПГУ. Физика. 2017. № 4 (38). С. 26-36.
- Ward J.C. Turbulent flow in porous media // Journal of the hydraulics division. 1964. Vol. 90. No. 5. P. 1-12.
- Vafai K., Tien C.L. Boundary and inertia effects on flow and heat transfer in porous media // Int. J. Heat Mass Tran. 1981. Vol. 24. P. 195-203.
- Vafai K., Tien C.L. Boundary and inertia effects on convective mass transfer in porous media // Int. J. Heat Mass Tran. 1982. Vol. 25. P. 1183-1190.
- Hsu C.T., Cheng P. Thermal dispersion in a porous medium // Int. J. Heat Mass Tran. 1990. Vol. 33. P. 1587-1597.
- Whitaker S. The method of volume averaging. Springer Science
- Сираев Р.Р., Якушин В.И. Исследование конвекции в горизонтальном цилиндрическом слое насыщенной пористой среды // Изв. РАН. МЖГ. 2008. № 2. С. 240-247.
- Сираев Р.Р. Фильтрация жидкости в неоднородной пористой среде // Фундаментальные исследования. 2013. № 11-3. С. 451-455.
- Kozeny J. Uber Kapillare Leitung der Wasser in Boden // Royal Academy of Science, Vienna, Proc. Class I. 1927. Vol. 136. P. 271-306.
- Найфэ А.Х. Введение в методы возмущений. М: Мир, 1984. 535 с.
- Любимов Д.В., Любимова Т.П., Муратов И.Д., Шишкина Е.А. Влияние вибраций на возникновение конвекции в системе горизонтального слоя чистой жидкости и слоя пористой среды, насыщенной жидкостью // Изв. РАН. МЖГ. 2008. № 5. С. 132-143.
