О течении вязкой жидкости с заданным градиентом давления через периодические структуры

Проведено моделирование течения вязкой жидкости с заданным градиентом давления через пористую структуру, которая представлялась в виде системы неподвижных частиц. Внутри пористой структуры имеются подвижные частицы, являющиеся маркерами микротечений жидкости в ячейках. Течение вязкой жидкости происходит вдоль плоской стенки, ограничивающей с одной стороны пористую структуру. В расчётах учитывается гидродинамическое взаимодействие всех частиц, (как подвижных, так и неподвижных) между собой и с плоскостью. Проведено компьютерное моделирование такого рода течения через модельные структуры, образованные, соответственно, из 441, 567 периодически и 478 случайно расположенных неподвижных частиц эффективного размера и различным положением плоской стенки. Размеры подвижных частиц, помещённой в вязкую жидкость, составляли 0,2 от размера эффективных частиц. Результаты численного моделирования показали, что внутри структуры реализуются микротечения с противоположным направлением скорости, что следует из закона Дарси. Такая сложная динамика течения внутри пористой структуры означает, что использование осредненных уравнений фильтрации жидкости дает неверную картину течения на размерах пор и может служить объяснением нелинейной зависимости средней скорости фильтрации от приложенного градиента давления.