Численное моделирование течения в двухслойном пористом канале методом решеточных уравнений Больцмана

Аннотация

Численно исследовано течение вязкой жидкости в поле тяжести в наклоненном двухслойном канале конечной ширины, который наполовину заполнен пористой средой. Моделирование проводилось в широком диапазоне чисел Дарси и чисел Рейнольдса. Коэффициент пористости среды считается однородным и постоянным. Задача решалась методом решеточных уравнений Больцмана. Для моделирования течения в пористой среде использовался метод репрезентативного элементарного объема. Верификация численной схемы проводилась на двух видах граничных условий на верхней границе – твердой и свободной недеформируемой границе. Показано, что метод хорошо воспроизводит характеристики течения в случае заданного значения коэффициента пористости в сравнении с результатами, полученными методом конечных разностей. Увеличение ширины канала приводит к более интенсивному течению, то есть к росту числа Рейнольдса, и, при дальнейшем увеличении, происходит развитие неустойчивости Кельвина-Гельмгольца.