斯托克斯流与非均匀孔隙弹性体的耦合
流体动力学
2022-04-08 v2 数值分析
数值分析
摘要
我们研究由单相流体域耦合到双相孔隙弹性域的通量驱动流动行为。流体域由不可压缩牛顿黏性流体组成，而孔隙弹性域由填充相同黏性流体的线弹性固体构成。孔隙弹性域的材料属性，即渗透率与弹性参数，依赖于非均匀的初始孔隙度场。我们确定了控制该耦合问题行为的无量纲参数：驱动速度量级与孔隙弹性域内达西流之比，以及黏性压力尺度与孔隙弹性域内弹性应力大小之比。我们考虑一个灌注系统，其中流动被强制从单相流体传入双相孔隙弹性域。我们聚焦于具有小长宽比的简化二维几何，并进行渐近分析以推导解析解。细长几何被划分为四个区域：两个描述界面远处区域的外域，以及两个跨越界面的内域。我们的分析推进了对孔隙弹性域非均匀材料属性在其与流体域耦合时力学响应作用的定量理解。分析揭示，在界面区域，该耦合斯托克斯-孔隙弹性问题的流体与弹性行为可通过（i）斯托克斯-达西耦合与（ii）固体骨架无应力而分别处理。
引用
@article{arxiv.2103.01529,
title = {Coupling Stokes flow with inhomogeneous poroelasticity},
author = {Matteo Taffetani and Ricardo Ruiz-Baier and Sarah Waters},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.01529},
year = {2022}
}