Concentration‑driven convection in an inclined porous layer with weak pore clogging
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2026-2-65-74Abstract
This work is devoted to the mathematical modeling of impurity transport through a porous medium. The model takes into account the deposition of impurity particles on the pore walls and subsequent clogging of the pores. Pore clogging is assumed to be weak, such that the influence of adsorbed particles on the system’s dynamics is taken into account only through changes in the permeability of the medium. The mixture filtration process is described within the Darcy–Boussinesq approximation; the equations are derived from the conservation laws for mass and momentum. The deposition of impurity particles is described within the framework of the linear MIM (mobile–immobile) approach. The change in permeability of the medium is linked to the change in porosity via the Kozeny–Carman relationship. The model is applied to study concentration-driven convection in an inclined layer of the porous medium. It is shown analytically that the base state of the system corresponds to the regime of steady state filtration along the layer. The stability of the base state with respect to small perturbations of two types — spiral and plane — is investigated numerically. The study has found that depending on the type of perturbations, both monotonic and oscillatory instability modes can be observed. Taking into account weak pore clogging leads to an increased stability of the system and a decreased frequency of the oscillatory mode. Increasing the inclination angle of the layer causes an additional increase in the stability of the base state, and this effect does not depend on the type of applied perturbations.Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 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.