On the effect of flow regime and pore structure on the flow signatures in porous media

曲折 层流 格子Boltzmann方法 多孔介质 物理 机械 湍流 雷诺数 流量(数学) 多孔性 指数函数 地质学 岩土工程 数学分析 数学
作者
Mehrdad Vasheghani Farahani,Mohaddeseh Mousavi Nezhad
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:34 (11) 被引量:17
标识
DOI:10.1063/5.0120201
摘要

In this study, lattice Boltzmann method (LBM) is utilized for three-dimensional simulation of fluid flow through two porous structures, consisting of grains with the same diameter: (i) a homogeneous porous domain, in which the grains are placed with a simple cubic packing configuration, and (ii) a randomly packed porous domain. An ultra-fine mesh size is considered to perform the simulations in three orders of magnitude of Reynolds number (Re), covering laminar to turbulent flow regimes, and capture different flow signatures. Pore velocity fields are derived, and their sample probability density functions (PDF) are analyzed vs time to investigate the dynamics of the flow. The analysis of the PDFs clearly shows that stagnant zones play a significant role in the formation of the pore flow fields, manifested by multimodal PDFs, and the distribution of the velocities in porous media at various Re cannot be characterized by a single PDF model regardless of the pore structure. While the velocities at the stagnant regions and in the vicinity of the solid boundaries are primarily affected by the viscous forces and exhibit a power-law PDF at different Re, the velocities in the main (preferential) flow pathways away from the boundaries are shown to be influenced by the inertial forces, hence having an exponential PDF when Re is low. At high Re, however, depending on the tortuosity of the porous structure, the velocities may exhibit an exponential or even Laplace PDF.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
优雅雅绿完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
non完成签到,获得积分10
1秒前
艳艳完成签到,获得积分10
2秒前
小马甲应助Mario1025采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
丘比特应助打工研狗采纳,获得10
3秒前
小青柠发布了新的文献求助10
4秒前
糊涂的元珊发布了新的文献求助200
4秒前
清脆的静曼完成签到,获得积分20
5秒前
pp发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
艳艳发布了新的文献求助30
5秒前
6秒前
youth完成签到,获得积分20
6秒前
学术脑袋发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
SciGPT应助666采纳,获得10
8秒前
斯文败类应助传统的如霜采纳,获得10
8秒前
夕荀完成签到,获得积分10
9秒前
淡定枕头应助细腻怜容采纳,获得10
9秒前
fenghy完成签到,获得积分10
9秒前
冰西瓜完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
子车茗应助111222采纳,获得10
11秒前
韩大大发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
司空雨筠发布了新的文献求助10
12秒前
自然发布了新的文献求助10
12秒前
TQ05588发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
gggg完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
axin发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
冷傲半烟发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
Medicina di laboratorio. Logica e patologia clinica 600
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
Sarcolestes leedsi Lydekker, an ankylosaurian dinosaur from the Middle Jurassic of England 500
Machine Learning for Polymer Informatics 500
《关于整治突出dupin问题的实施意见》(厅字〔2019〕52号) 500
2024 Medicinal Chemistry Reviews 480
Women in Power in Post-Communist Parliaments 450
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3217408
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2866722
关于积分的说明 8152917
捐赠科研通 2533503
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1366301
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 644741
邀请新用户注册赠送积分活动 617717