Physically consistent coupling conditions at the fluid-porous interface with correctly determined effective parameters are necessary for accurate mathematical modeling of various applications described by coupled free-flow and porous-medium problems. To model single-fluid-phase flows at low Reynolds numbers in such coupled systems, the Stokes/Darcy equations are typically used together with the conservation of mass across the fluid-porous interface, the balance of normal forces and the Beavers-Joseph condition on the tangential component of velocity. In the latter condition, the value of the Beavers-Joseph slip coefficient is uncertain, however, it is routinely set equal to one that is not correct for many applications. In this paper, three flow problems (pressure-driven flow, lid-driven cavity over porous bed, general filtration problem) with different pore geometries are studied. We determine the optimal value of the Beavers-Joseph parameter for unidirectional flows minimizing the error between the pore-scale resolved and macroscale simulation results. We demonstrate that the Beavers-Joseph slip coefficient is not constant along the fluid-porous interface for arbitrary flow directions, thus, the Beavers-Joseph condition is not applicable in this case.


翻译:流体- 浮质界面与正确确定的有效参数的物理一致的结合条件对于以自由流和多孔- 介质问题描述的各种应用的精确数学模型的精确模型来说是必要的。为了在这种混合系统中以低Reynolds数量模拟单流流阶段流,通常使用Stoks/Darcy方程式,同时在流体- 浮质界面中保护质量、正常力量的平衡和比弗斯- 约瑟夫条件与速度的正切部分。在后一种情况下,比弗斯- 约瑟夫滑移系数的价值不确定,但通常被设定为在许多应用中不正确的。在本文中,对三种流问题(压动流、浮质驱动于多孔床之上、一般过滤问题)进行了研究。我们确定单向流中比弗斯- 约瑟夫参数的最佳值,以最小化孔- 溶度和宏观模拟结果之间的误差。我们证明,贝弗斯- 浮体- 滑度- 滑度系数通常等同于许多应用不正确的数值。在本文件中, 三次流流中, 任意- 流体- 流体- 流体- 误系数是不固定的。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
VIP会员
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员