Lattice Boltzmann Simulation of Flow-Induced Wall Shear Stress in Porous Media
Julkaisuvuosi
2018
Tekijät
Hyväluoma, Jari; Niemi, Vesa; Thapaliya, Mahesh; Turtola, Eila; Järnstedt, Jorma; Timonen, Jussi
Tiivistelmä
The lattice Boltzmann method is increasingly utilized in the simulation of flow-induced wall shear stress needed in various applications. In image-based flow simulations, the simulation geometry is usually based on a three-dimensional reconstruction of the true structure of the pore space obtained, for example, by X-ray tomography. The geometry is then given in a voxel-based representation, which complicates an accurate determination of the surface-normal vectors that are necessary in the computation of the wall shear stress. To avoid this problem, we introduce here a method for the determination of surface-normal vectors directly from a greyscale image instead of its segmented binary image version. The proposed method is fast and automatic, and it can be used for an arbitrary pore space geometry provided in a greyscale form by any imaging modality. We show that this method can produce accurate surface-normal vectors even for binary images and that their accuracy is further increased when the original greyscale images are used instead. We compute wall shear stresses for generated benchmark geometries and then demonstrate the utility of the method for soil samples with ‘random’ pores imaged by X-ray tomography.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Jyväskylän yliopisto
Timonen Jussi
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Kustantaja
Volyymi
121
Numero
2
Sivut
353-368
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Ei
Rinnakkaistallennettu
Ei
Muut tiedot
Tieteenalat
Fysiikka
Julkaisumaa
Alankomaat
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1007/s11242-017-0967-0
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä