Darcy's law for flow in a periodic thin porous medium confined between two parallel plates

Validerad; 2016; Nivå 1; 2016-11-25 (andbra); Konferensartikel i tidskrift
We study stationary incompressible fluid flow in a thin periodic porous medium. The medium under consideration is a bounded perforated 3D-domain confined between two parallel plates. The distance between the plates is \(\delta \), and the perforation consists of \(\varepsilon \)-periodically distributed solid cylinders which connect the plates in perpendicular direction. Both parameters \(\varepsilon \), \(\delta \) are assumed to be small in comparison with the planar dimensions of the plates. By constructing asymptotic expansions, three cases are analysed: (1) \(\varepsilon \ll \delta \), (2) \(\delta /\varepsilon \sim \text {constant}\) and (3) \(\varepsilon \gg \delta \). For each case, a permeability tensor is obtained by solving local problems. In the intermediate case, the cell problems are 3D, whereas they are 2D in the other cases, which is a considerable simplification. The dimensional reduction can be used for a wide range of \(\varepsilon \) and \(\delta \) with maintained accuracy. This is illustrated by some numerical examples.

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER Maskinteknik Strömningsmekanik och akustik hsv//swe
ENGINEERING AND TECHNOLOGY Mechanical Engineering Fluid Mechanics and Acoustics hsv//eng
NATURVETENSKAP Matematik Matematisk analys hsv//swe
NATURAL SCIENCES Mathematics Mathematical Analysis hsv//eng
Thin porous media
Asymptotic analysis
Homogenization
Darcy’s law
Mixed boundary condition
Stress boundary condition
Permeability
Strömningslära
Fluid Mechanics
Matematik
Mathematics

Hellström, GunnarLuleå tekniska universitet,Strömningslära och experimentell mekanik(Swepub:ltu)gunhel (författare)
Lundström, StaffanLuleå tekniska universitet,Strömningslära och experimentell mekanik(Swepub:ltu)stlu (författare)
Miroshnikova, ElenaLuleå tekniska universitet,Matematiska vetenskaper(Swepub:ltu)elemir (författare)
Wall, PeterLuleå tekniska universitet,Matematiska vetenskaper(Swepub:ltu)wall (författare)
Luleå tekniska universitetMatematiska vetenskaper (creator_code:org_t)

Ingår i:Transport in Porous Media: Springer Science and Business Media LLC115:3, s. 473-4930169-39131573-1634

Av författaren/redakt...: Fabricius, John; Hellström, Gunna ...; Lundström, Staff ...; Miroshnikova, El ...; Wall, Peter

Om ämnet

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER: TEKNIK OCH TEKNO ...; och Maskinteknik; och Strömningsmekani ...

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.