孔隙介质内流体渗流的三维格子Boltzmann模拟

作者：邵宝力; 王淑彦^*; 田瑞超; 王旭; 钟会影; 赵健

来源：高校化学工程学报, 2018, 32(05): 1073-1081.

• 孔隙介质
• 格子Boltzmann方法
• 数值模拟
• 渗流理论
• 流动

采用格子Boltzmann方法对流体在孔隙介质内的渗流进行三维模拟研究。以球形颗粒作为孔隙介质骨架,用LBM格子来描述球形颗粒的大小和形状,颗粒边界用格线中点表示。流体和颗粒的相互作用通过格线反弹格式(Link Bounce-Back)实现。分析了孔隙介质内流体在Darcy区、弱惯性区和Forchheimer区的渗流规律,将模拟结果与渗流基本公式进行了对比,吻合较好,与文献中的实验结果、MRT模拟结果相符;分析了不同区域内流线随雷诺数的变化,随着惯性力的增加,流线形式随之改变,出现湍流涡,并逐渐长大、增多,最终覆盖整个孔隙空间;分析了惯性力和孔隙介质结构对雷诺应力的影响,雷诺应力随惯性力的增加而增加,并随着惯性力的增大,孔隙介质结构对雷诺应力的影响减小。

• 单位
  吉林化工学院; 东北石油大学