Modeling the transport of the finite volume of impurity in a vertical porous column
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2025-4-05-15Abstract
We consider a problem of vertical percolation (bottom-up) of a mixture portion through a porous medium array under constant pressure drop. Contaminant transport is modeled within the MIM (mobile/immobile media) approach. Sorption processes are described by a nonlinear MIM model accounting for the limit of contaminant deposition on pore walls. Filtration is modeled using the Darcy–Boussinesq approximation, which enables the inclusion of gravity effects and consequently the development of concentration convection. The permeability-porosity dependence is given by the Kozeny-Carman relation. The basic non-convective state was obtained analytically. The convection onset problem was solved numerically using the finite difference method. The field of concentration and stream function perturbations were obtained, as well as the average instantaneous concentration profile along the flow direction at different time moments. It is demonstrated how the growth of the Darcy–Rayleigh number affects the solution injection and breakthrough times, as well as the breakthrough curve.Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Bulletin of Perm University. Physics

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.