Abstract
A simulation of the flow of a viscous fluid with a given pressure gradient through a porous structure, which was represented as a system of fixed particles, was carried out. Inside the porous structure there are moving particles, which are markers of microflows in the cells. The viscous fluid flows along a flat wall bounding the porous structure on one side. The calculations take into account the hydrodynamic interaction of all particles, both moving and stationary between themselves and with the plane. Computer simulations of this kind of flows through model structures formed, respectively, of 441, 567 periodically and 478 randomly located motionless particles of effective size and different positions of the flat wall, were carried out. The size of the moving particles placed in a viscous liquid was 0.2 of the size of the effective particles. The results of numerical simulation showed that microflows with an opposite direction of velocity are realized inside the structure, which follows from Darcy’s law. Such a complex dynamics of the flow inside the porous structure means that the use of averaged equations of fluid filtration gives an incorrect picture of the flow at the pore size and can serve as an explanation of the nonlinear dependence of the average filtration rate on the applied pressure gradient.
Highlights
A simulation of the flow of a viscous fluid with a given pressure gradient through a porous structure, which was represented as a system of fixed particles, was carried out
The viscous fluid flows along a flat wall bounding the porous structure on one side
The calculations take into account the hydrodynamic interaction of all particles, both moving and stationary between themselves and with the plane
Summary
В XIX в. были открыты линейные законы теплопроводности (закон Фурье [1]), диффузии (законы Фика [2]), фильтрации (закон Дарси [3]), которые являются основой для различных расчетов и в настоящее время. Характерный минимальный масштаб должен быть намного больше этих размеров для применения гипотезы сплошной среды, используемой при записи этих законов, поэтому закон Дарси не применим на масштабах пор. Задача в этом случае сводится к нахождению численного решения уравнений гидродинамики для течения жидкости в некоторой пористой среде, геометрия которой воспроизводит структуру реального пористого материала. При решении такой задачи используются как известные методы численного решения уравнений гидродинамики, так и методы компьютерной томографии образца материала для моделирования его структуры. Поэтому представляет интерес рассмотреть задачу о течении вязкой жидкости через ячейки пористой среды при заданном градиенте давления. В настоящей работе c использованием результатов работ [18,19], моделируется течение вязкой жидкости через ограниченную по размерам пористую структуру при заданном градиенте давления и наличии плоской стенки, вдоль которой происходит течение. Цель моделирования – определить характер возможных микротечений, возникающих в пористой структуре при наличии заданного градиента давления
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callMore From: Zhurnal Srednevolzhskogo Matematicheskogo Obshchestva
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
