Recirculation zones induce non-Fickian transport in three-dimensional periodic porous media

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Tipo di pubblicazione: Articolo su rivista
Tipologia MIUR: Contributo su Rivista > Articolo in rivista
Titolo: Recirculation zones induce non-Fickian transport in three-dimensional periodic porous media
Autori: Crevacore, Eleonora; Tosco, Tiziana; Sethi, Rajandrea; Boccardo, Gianluca; Marchisio, Daniele L.
Autori di ateneo:
Titolo del periodico: PHYSICAL REVIEW E, STATISTICAL, NONLINEAR, AND SOFT MATTER PHYSICS
Tipo di referee: Esperti anonimi
Editore: American Physical Society
Volume: 94
Numero: 5
Intervallo pagine: 053118-
Numero di pagine: 12
ISSN: 1539-3755
Abstract: In this work, the influence of pore space geometry on solute transport in porous media is investigated performing computational fluid dynamics pore-scale simulations of fluid flow and solute transport. The three-dimensional periodic domains are obtained from three different pore structure configurations, namely, face-centered-cubic (fcc), body-centered-cubic (bcc), and sphere-in-cube (sic) arrangements of spherical grains. Although transport simulations are performed with media having the same grain size and the same porosity (in fcc and bcc configurations), the resulting breakthrough curves present noteworthy differences, such as enhanced tailing. The cause of such differences is ascribed to the presence of recirculation zones, even at low Reynolds numbers. Various methods to readily identify recirculation zones and quantify their magnitude using pore-scale data are proposed. The information gained from this analysis is then used to define macroscale models able to provide an appropriate description of the observed anomalous transport. A mass transfer model is applied to estimate relevant macroscale parameters (hydrodynamic dispersion above all) and their spatial variation in the medium; a functional relation describing the spatial variation of such macroscale parameters is then proposed
Data: 2016
Status: Pubblicato
Lingua della pubblicazione: Inglese
Parole chiave: periodic porous media, recirculation zones, cfd,openfoam
Dipartimenti (originale): DISAT - Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia
DIATI - Dipartimento di Ingegneria dell'Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture
Dipartimenti: DISMA - Dipartimento di Scienze Matematiche
DISAT - Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia
DIATI - Dipartimento di Ingegneria dell'Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture
URL correlate:
Area disciplinare: Area 08 - Ingegneria civile e Architettura > INGEGNERIA SANITARIA - AMBIENTALE
Area 09 - Ingegneria industriale e dell'informazione > TEORIA DELLO SVILUPPO DEI PROCESSI CHIMICI
Data di deposito: 27 Dic 2016 10:04
Data ultima modifica (IRIS): 19 Gen 2017 11:43:51
Data inserimento (PORTO): 21 Gen 2017 05:33
Numero Identificativo (DOI): 10.1103/PhysRevE.94.053118
Permalink: http://porto.polito.it/id/eprint/2660123
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Citazioni:

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