شبیه سازی جریان سیال در یک محیط متخلخل مصنوعی در مقیاس حفره به کمک روش شبکه بولتزمن

حرکت سیال در محیط متخلخل یک پدیده ی شناخته شده است که هم در صنعت و هم در طبیعت رخ می-دهد. شبیه سازی حرکت سیال در محیط متخلخل در مقیاس منفذ در شناخت محیط متخلخل بسیار کمک کننده است. در دو دهه ی اخیر روش شبکه بولتزمن به عنوان یک روش از روش های دینامیک سیال محاسباتی معرفی شده و مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله از روش شبکه بولتزمن به عنوان یک روش مزومقیاس برای شبیه سازی جریان سیال در یک محیط متخلخل مصنوعی و در مقیاس منفذ استفاده شده است. نتایج شبیه سازی با نتایج حاصل از نرم افزار COMSOL که مبتنی بر روش اجزای محدود است مقایسه شده است. سپس با کمک قانون دارسی و با کمک نتایج حاصل از شبیه سازی تراوایی محیط متخلخل مورد بررسی به دست آمده است. همچنین رابطه ای ارائه شده است که به کمک آن بتوان ضریب ترتواسیته محیط متخلخل را از نتایج شبیه سازی استخراج کرد. نتایج به دست آمده برای پارامترهای تراوایی و ضریب پیچ و خم که بر اساس نتایج شبیه سازی محاسبه شده اند، برای محیط متخلخل مورد بررسی همخوانی و هماهنگی خوبی را بین روش شبکه بولتزمن و نرم افزار COMSOL گزارش می کند.

Keywords:

محیط متخلخل , مقیاس حفره , روش شبکه بولتزمن , تراوایی , پیچ و خم