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Lattice Boltzmann Simulation of Permeability and Tortuosity for Flow through Dense Porous Media

曲折 格子Boltzmann方法 多孔介质 磁导率 多孔性 球体 材料科学 机械 流体力学 物理 复合材料 化学 生物化学 天文
作者
Ping Wang
出处
期刊:Mathematical Problems in Engineering [Hindawi Limited]
卷期号:2014 (1) 被引量:26
标识
DOI:10.1155/2014/694350
摘要

Discrete element method (DEM) is used to produce dense and fixed porous media with rigid mono spheres. Lattice Boltzmann method (LBM) is adopted to simulate the fluid flow in interval of dense spheres. To simulating the same physical problem, the permeability is obtained with different lattice number. We verify that the permeability is irrelevant to the body force and the media length along flow direction. The relationships between permeability, tortuosity and porosity, and sphere radius are researched, and the results are compared with those reported by other authors. The obtained results indicate that LBM is suited to fluid flow simulation of porous media due to its inherent theoretical advantages. The radius of sphere should have ten lattices at least and the media length along flow direction should be more than twenty radii. The force has no effect on the coefficient of permeability with the limitation of slow fluid flow. For mono spheres porous media sample, the relationship of permeability and porosity agrees well with the K‐C equation, and the tortuosity decreases linearly with increasing porosity.
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