多孔介质中反应流的加速计算微力学
数值分析
2023-12-27 v1 数值分析
摘要
可渗透多孔介质中的反应输运与多种应用相关，但由于其长度和时间尺度范围广泛，带来了重大挑战。旨在将微观结构与地质材料的宏观响应联系起来的多尺度方法已被开发，但需要重复求解小尺度问题，这构成了本工作的动机。我们提出了一种高效的计算方法来研究周期性多孔介质中的流体流动和溶质输运问题。流体流动由斯托克斯方程控制，溶质输运由对流-扩散方程控制。我们遵循加速计算微力学方法，该方法导致一种迭代计算方法，其中每一步要么是局部的，要么是泊松方程的解。这使我们能够在图形处理单元（GPU）等加速器上实现这些方法，并利用其大规模并行架构。我们通过将结果与已有的计算方法进行比较来验证该方法，然后通过研究各种示例来展示其准确性、有效性和性能。该方法能高效计算复杂孔隙几何结构的有效输运性质。
引用
@article{arxiv.2312.15554,
title = {Accelerated Computational Micromechanics for Reactive Flow in Porous Media},
author = {Mina Karimi and Kaushik Bhattacharya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.15554},
year = {2023}
}