基于孔隙尺度解析模型的多孔介质与自由流耦合问题的验证与标定
数值分析
2019-06-27 v2 数值分析
摘要
对于耦合的宏观自由流与多孔介质模型，正确选择界面条件和有效参数，对于所考虑问题的完整数学描述以及应用的高精度数值模拟至关重要。我们考虑由 Stokes-Darcy 模型描述的单相流体系统。该模型有不同组的耦合条件可用。然而，这些条件及有效模型参数的选择往往是任意的。我们使用大规模格子 Boltzmann 模拟，通过将宏观模拟与孔隙尺度解析模型进行对比来验证耦合条件。我们分析了两种设置（多孔床上的顶盖驱动腔流和入渗问题），具有不同几何构型（固体颗粒的通道化与交错分布）和不同组的界面条件。针对每种几何构型，数值计算了宏观模型的有效参数。数值模拟结果表明，耦合 Stokes-Darcy 问题对流体-多孔尖锐界面的位置、有效模型参数以及界面条件均具有敏感性。
引用
@article{arxiv.1906.06884,
title = {Validation and calibration of coupled porous-medium and free-flow problems using pore-scale resolved models},
author = {Iryna Rybak and Christoph Schwarzmeier and Elissa Eggenweiler and Ulrich Rüde},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.06884},
year = {2019}
}