Stokes-Darcy 系统中任意流动的高阶耦合条件

界面条件的选择对于耦合自由流域和多孔介质流域系统至关重要，以获得准确的耦合流模型和精确的数值模拟结果。通常情况下，自由流区域采用斯托克斯方程，多孔介质应用达尔浪定律，而传统耦合条件（质量守恒、法向力平衡、Beavers-Joseph 条件等）设置在界面上。然而，这些传统条件仅适用于沿流体-多孔界面平行的流动。最近，我们利用均化和边界层理论推导了考虑任意流动方向到多孔层的广义界面条件，并通过数值验证表明其优于传统耦合条件。然而，尚未推导误差估计。本文扩展了广义耦合条件，证明了均化结果的严格误差估计。所有出现在所发展的高阶界面条件中的有效参数均基于孔隙几何进行数值计算。我们通过将耦合斯托克斯-达尔浦模型的数值模拟结果与孔尺度解析模型进行比较来验证所推导的条件。此外，我们将新的耦合条件与传统及广义界面条件进行比较，突出了所提出耦合概念中出现的额外高阶项的重要性。