裂隙多孔介质的多层反应输运模型

对裂隙多孔介质中反应流的精确建模是获得若干工业与环境应用可靠数值模拟的关键要素。对于某些物理参数值，我们可观察到裂隙周围形成狭窄区域或层，化学反应集中于其中。此处被输运的溶质可能沉淀形成盐，或反之。该现象已在真实露头中被观测并报道。该层通过改变其物理属性可能大幅改变系统的整体流动响应，从而改变溶质的实际输运：因此问题是非线性且完全耦合的。本工作的目的是提出一种裂隙多孔介质中反应流的新数学模型，通过降维模型近似裂隙及其周边层。具体而言，我们的主要目标是以新数学模型描述层厚度演化，并与完全分辨的等维模型比较以作验证。在数值近似方面，我们将时间上的算子分裂格式扩展为在每个时间步依次求解各物理过程，从而避免需要非光滑反应速率所带来的具挑战性的非线性整体求解器。我们考虑了二维与三维数值测试用例，以评估所提模型在真实情景中的精度与益处。