Валидационный расчет несжимаемого течения в системе пористое тело–свободный поток

Работа посвящена обоснованию применимости модели для сопряженного расчета течений в системе пористое тело–свободный поток. Рассмотренная модель основана на обобщенных уравнениях Навье–Стокса для несжимаемой жидкости, полученных осреднением по представительному элементарному объему пористой среды и записанных для всей расчетной области, включающей в себя как пористое тело, так и чистую жидкость. Численная реализация модели выполнена с использованием открытой вычислительной платформы FEniCS. Для тестирования модели использовались данные экспериментов, в которых измерялись профили скорости потока жидкости в канале прямоугольного сечения, частично заполненном пористым телом. Модельное пористое тело представляло собой квадратный массив параллельных круглых стержней, расположенных вертикально на участке дна канала. Валидационные расчеты течения, соответствующего режиму фильтрации Дарси, показали хорошее совпадение численных результатов со значениями локальных измерений в широком диапазоне величины пористости.