重构多孔介质的MRT-LBM流动模拟

摘要

采用基于过程的四参数随机法(QSGS)计算机生成二维随机多孔介质结构,建立了通用型程序以识别多孔介质的边界且将其分为14类.重构了相同孔隙率、不同孔形貌的随机多孔结构和规则多孔结构,采用格子Boltzmann方法(LBM)对结构内的压力驱动流进行了数值模拟,并和基于毛细理论的Ergun方程进行了比较.结果表明,相同孔隙率下,规则矩形多孔结构的摩擦系数小于随机多孔结构,且等效粒径越小的随机结构其摩擦因子越大等;LBM模拟随机多孔结构的摩擦系数比毛细理论预测的值偏大,说明多孔介质内的流动除了剪切应力引起的耗散项外,弯曲路径和拉伸应力引起的耗散项不容忽视.