用于求解基于图像的多孔介质几何中连续反应扩散模型的开源流程
数学软件
2023-10-18 v2 计算物理
摘要
我们提出一个通用的开源流程，用于在具有反应性边界、高分辨率、基于图像的多孔介质几何中模拟非均匀反应扩散过程。在数值模型中解析真实的孔隙尺度几何具有挑战性且计算需求高，因为间隙尺寸与整个系统尺寸之间的尺度差异会导致难以承受的内存需求。本流程将水平集方法与适配几何的 GPU 稀疏块网格相结合，以在基于图像的几何中高效模拟反应扩散过程。我们通过将该方法应用于土壤中肥料扩散、多孔陶瓷中的热传递以及确定有效扩散系数和弯曲度来展示其实用性。本方法能够在跨工程、环境科学和生物学等领域的多孔介质适用的真实几何中求解反应扩散偏微分方程。
引用
@article{arxiv.2304.11165,
title = {An open-source pipeline for solving continuous reaction-diffusion models in image-based geometries of porous media},
author = {Justina Stark and Ivo F. Sbalzarini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.11165},
year = {2023}
}
备注
12 figures, 1 appendix figure