محاسبه تحلیلی و عددی نفوذپذیری جریان در محیط متخلخل با هندسه مربعی

Abstract

در این پژوهش، ابتدا مرور کاملی از نحوه مدلسازی و محاسبه ضریب نفوذپذیری در مواد متخلخل ارائه شده و سپس ضریب نفوذپذیری یک ماده متخلخل با هندسه مربعی به صورت تحلیلی و عددی محاسبه شده است. هندسه انتخابی جهت مدل‌سازی محیط متخلخل، دارای مقطع مربعی است که محور الیاف های آنها، به صورت عمودی نسبت به جریان قرار گرفته‌اند. جهت مدل‌سازی محیط، ازمفهوم سلول واحد استفاده شده و با ایجاد آن و تکرار این الگو در راستای جریان، محیط مورد بحث حاصل شده است. معادلات حاکم بر جریان، پس از ساده‌سازی‌های مناسب، به صورت تحلیلی حل شده است و تابع صریحی برای ضریب نفوذپذیری محیط، بر حسب نسبت تخلخل، بدست آمده است. به علت نبود داده‌های آزمایشگاهی، مسئله نفوذپذیری به صورت عددی نیز مورد تحلیل قرار گرفته است. همچنین با استفاده از آنالیز مقیاس نتایج حاصل از حل عددی، از دو طریق مورد بحث قرار گرفته است. بررسی‌های صورت گرفته گویای انطباق مناسب نتایج، به خصوص در میزان تخلخل‌های بالا می‌باشد.