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The permeability and quality of velocity field in a square array of solid and permeable cylindrical obstacles with the TRT–LBM and FEM Brinkman schemes - 12/10/15

Doi : 10.1016/j.crme.2015.05.003 
Goncalo Silva , Irina Ginzburg
 IRSTEA, Antony Regional Centre, HBAN, 1, rue Pierre-Gilles-de-Gennes, CS 10030, 92761 Antony cedex, France 

Corresponding author.

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Abstract

Using as a benchmark the porous flow in a square array of solid or permeable cylindrical obstacles, we evaluate the numerical performance of the two-relaxation-time lattice Boltzmann method (TRT–LBM) and the linear finite element method (FEM). We analyze the bulk, boundary and interface properties of the Brinkman-based schemes in staircase discretization on the voxel-type grids typical of porous media simulations. The effect of flow regime, grid resolution, and TRT collision degree of freedom Λ is assessed. In coarse meshes, the TRT may outperform the FEM by properly selecting Λ. Further, FEM is more oscillatory, a defect virtually suppressed in TRT with an improved strategy IBF and implicit accommodation of interface/boundary layers.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Brinkman equation, Bimodal porous flow system, Lattice Boltzmann equation, TRT Brinkman model, Finite element Galerkin method


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Vol 343 - N° 10-11

P. 545-558 - octobre 2015 Retour au numéro
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