多孔介质流固耦合与化力耦合问题的数值研究的中期报告.docx

多孔介质流固耦合与化力耦合问题的数值研究的中期报告
此次研究的主要目的是探究多孔介质流固耦合与化力耦合问题的数值研究方法，进而建立相关模型并进行数值模拟。
首先，根据多孔介质的物理特性和存在的问题，我们选择了Darcy定律为其描述流动特性的基本方程。然后针对流固耦合问题，我们使用了弱耦合方法，即先计算出固体场的运动学和动力学响应，再通过流体场与固体界面上相应的物理量之间的耦合关系确定流场的物理量。针对化力耦合问题，我们使用了颗粒流模型来描述颗粒与流体的相互作用，然后再使用Coulomb摩擦模型来描述颗粒与固体的相互作用。
接着，以一个泡沫金属多孔材料为例子，我们进行了具体的数值模拟，并得到了以下的结果：在不同的入口流速情况下，泡沫金属的渗透率和孔隙率随时间变化的曲线均较为稳定。流固耦合和化力耦合的情况下，颗粒的堆积情况也能够较好地反映出来。同时，我们还对模拟结果进行了分析和讨论，得出了一些有意义的结论，例如流固耦合对泡沫金属的渗透性能的影响较小，而化力耦合对泡沫金属孔隙率的影响很大等。
最后，我们对本次研究的不足之处和发展方向进行了展望，希望未来能够进一步完善模型，提高模拟精度，并探索更多的应用场景。