用于模拟异质多孔介质中多相流的均匀化格子 Boltzmann 模型
流体动力学
2024-05-30 v2 计算物理
地球物理
摘要
提出了一种用于模拟异质多孔介质中多相流的新的均匀化方法。它基于格子 Boltzmann 方法，并将灰度法与多组分 Shan-Chen 方法相结合。因此，它甚至在小于数值离散化的孔隙内也模拟流体-流体和固体-流体相互作用。该模型在广泛的单项和两项流问题上得到了成功测试。此外，以真实三维锂离子电池电极微结构的电解液填充过程为例，展示了其在多孔介质中多尺度与多相流问题上的应用。新方法相对于文献中可比方法具有优势。界面张力和润湿条件相互独立且不受均匀化影响。而且，此处研究的所有物理性质即使在多孔介质界面上也是连续的。该方法与原始多组分 Shan-Chen 方法一致。它准确、高效、易于实现，并可应用于许多研究领域，特别是异质和多尺度多孔介质中出现多相流体流动的情形。
引用
@article{arxiv.2206.11524,
title = {Homogenized Lattice Boltzmann Model for Simulating Multi-Phase Flows in Heterogeneous Porous Media},
author = {Martin P. Lautenschlaeger and Julius Weinmiller and Benjamin Kellers and Timo Danner and Arnulf Latz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.11524},
year = {2024}
}
备注
Replacement of Figure S1 in the Supporting Information of the document. The influence of wettability and initial droplet size on pattern formation in structurally resolved idealized porous media was studied. A defined simulation setup with full-way bounce-back at all solid surfaces was used. Changes do not affect the main part of the paper