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Erschienen in:
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2020 | OriginalPaper | Buchkapitel

Interface Conditions for Arbitrary Flows in Coupled Porous-Medium and Free-Flow Systems

verfasst von : Elissa Eggenweiler, Iryna Rybak

Erschienen in: Finite Volumes for Complex Applications IX - Methods, Theoretical Aspects, Examples

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Physically consistent interface conditions are important for accurate mathematical modelling and numerical simulation of flow and transport processes in coupled free-flow and porous-medium systems. Traditional coupling concepts are valid for simplified cases only, such as flows parallel to the fluid-porous interface or very specific boundary value problems. This severely limits the range of applications that can be accurately modelled. Evidently, there is a need for more general interface conditions to couple free flow to porous-medium flow. In this paper, we propose new coupling conditions for arbitrary flow directions and periodic porous media. These conditions are derived by the theory of homogenisation and boundary layers and are applicable to general filtration problems. The derived set of coupling conditions are validated by comparison of pore-scale to macroscale numerical simulations.

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Metadaten
Titel
Interface Conditions for Arbitrary Flows in Coupled Porous-Medium and Free-Flow Systems
verfasst von
Elissa Eggenweiler
Iryna Rybak
Copyright-Jahr
2020
Buch
Finite Volumes for Complex Applications IX - Methods, Theoretical Aspects, Examples

Print ISBN: 978-3-030-43650-6

Electronic ISBN: 978-3-030-43651-3

Copyright-Jahr: 2020

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-43651-3_31