Numerische Simulation von Zweiphasenströmungen in porösen

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Numerische Simulation von Zweiphasenströmungen in porösen Medien

Bearbeiter: J. Fuhrmann (FG 3), K. Gärtner (FG 7)

Kooperation: H. J. Diersch (WASY GmbH, Berlin)

Beschreibung der Forschungsarbeit: Die Ausbreitung von zwei Fluiden (z. B. Wasser, Luft, Öl, andere nichtlösliche Schadstoffe) läßt sich mit Hilfe des Gleichungssystems

$\begin{displaymath} \partial_t\left(\varphi\rho_i s_i\right) - \nabla\cdot \fra... ... (\nabla p_i - \rho_i\gamma) =f_i; \quad s_1+s_2=1; \quad i=1,2\end{displaymath}$

beschreiben. Dabei ist $\rho_i(p_i)$ die Dichte, s_i(p₁-p₂) die Sättigung und p_i der Druck des i-ten Fluids.

Ziel des Projekts ist, ein Plug-in für das System FEFLOW der WASY GmbH auf der Basis der Druck-Druck-Formulierung zu entwickeln, d. h. unter Benutzung der Phasendrücke als Grundvariablen und Voronoibox-basierter Finite-Volumen-Verfahren auf der Grundlage des Finite-Volumen-Codes ,,pdelib/sysconlaw`` (siehe S. ) und der Gitterschnittstelle ,,pdelib/sxgrid``.

Im Berichtszeitraum wurde ein funktionierender Prototyp-Code erstellt, und es wurden erste Vergleichsrechnungen ausgeführt. Es konnten u. a. Resultate von Bastian und Helmig [1] reproduziert werden, die wesentliche Aspekte von Fließprozessen in heterogenen Gebieten widerspiegeln. In [1] wurde die weiter verbreitete Druck-Sättigungsformulierung benutzt, welche aus einer Variablentransformation der oben beschriebenen Grundgleichungen hervorgeht.

**Abb. 1:** DNAPL-Infiltration aus [1].
Abhängigkeit des Fließbildes vom Lufteintrittsdruck
$\makeatletter \@ZweiProjektbilderNocap[h]{0.3\textwidth}{case-A.eps}{case-B.eps} \makeatother$

Projektliteratur:

P. BASTIAN, R. HELMIG, Efficient fully-coupled solution techniques for two-phase flow in porous media. 1. Parallel multigrid solution, eingereicht in: Technical Report der Universität Stuttgart, 1998, Forschungsbericht SFB 404, Mehrfeldprobleme in der Kontinuumsmechanik.