Modelado Numérico de Flujos Reactivos a Través de Medios Porosos
Autores: Pereira, Gerald G.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelado Numérico de Flujos Reactivos a Través de Medios Porosos
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Método de Lattice Boltzmann
Condiciones de contorno
Contorno reactivo
Interfaz fluido-sólido
Simulaciones numéricas
Mecanismos de transporte
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Consideramos un modelo de Boltzmann en red (LB) para resolver las ecuaciones acopladas de Navier-Stokes y advección-difusión con condiciones de frontera reactivas en la interfaz entre los dominios de fluido y sólido. La condición de frontera reactiva resulta en que la posición de la frontera cambia continuamente, por lo que los nodos de frontera pueden estar parcialmente llenos de fluido en cualquier instante. Desarrollamos las condiciones de frontera LB tanto para los campos de velocidad como de concentración en presencia de nodos de frontera parcialmente llenos y luego validamos este algoritmo en algunos casos de prueba: el problema de Stefan para la disolución dominada por difusión y la disolución dominada por cinética. Se demuestra que el modelo desarrollado concuerda bien con los resultados analíticos, por lo que se puede utilizar para fronteras más generales de forma arbitraria. Luego se llevan a cabo simulaciones numéricas en tres dimensiones en problemas de demostración a varios números de Peclet para elucidar los mecanismos de transporte y su influencia en la disolución de granos sólidos.
Descripción
Consideramos un modelo de Boltzmann en red (LB) para resolver las ecuaciones acopladas de Navier-Stokes y advección-difusión con condiciones de frontera reactivas en la interfaz entre los dominios de fluido y sólido. La condición de frontera reactiva resulta en que la posición de la frontera cambia continuamente, por lo que los nodos de frontera pueden estar parcialmente llenos de fluido en cualquier instante. Desarrollamos las condiciones de frontera LB tanto para los campos de velocidad como de concentración en presencia de nodos de frontera parcialmente llenos y luego validamos este algoritmo en algunos casos de prueba: el problema de Stefan para la disolución dominada por difusión y la disolución dominada por cinética. Se demuestra que el modelo desarrollado concuerda bien con los resultados analíticos, por lo que se puede utilizar para fronteras más generales de forma arbitraria. Luego se llevan a cabo simulaciones numéricas en tres dimensiones en problemas de demostración a varios números de Peclet para elucidar los mecanismos de transporte y su influencia en la disolución de granos sólidos.