A phenomenological model for the numerical simulation of multiphase multicomponent processes considering structural alterations of porous media [article]

Sandra Freiboth, Universität Stuttgart, Universität Stuttgart
2009
Strömungs- und Transportprozesse in schwellenden / schrumpfenden Böden, wie sie zum Beispiel in tonhaltigen Deponiebasisabdichtungen auftreten, werden maßgeblich von den Strukturveränderungen des porösen Mediums beeinflusst. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Modellkonzept entwickelt und in einem numerischen Modell implementiert, das sowohl Mehrphasenströmungs- und -transportprozesse in porösen Medien als auch Strukturveränderungen des porösen Mediums umfasst. Dabei handelt es sich um ein
more » ... sich um ein nichtisothermes Zweiphasen-Zweikomponenten-Model, das die Strömungs- und Transportprozesse Advektion und Konvektion, Diffusion, Wärmeleitung, Verdunstung und Kondensation der Flüssigphase sowie Lösung und Entgasung der Gasphase einbezieht. Die Strukturveränderungen, deren Auswirkungen auf das Strömungs- und Transportverhalten phänomenologisch mittels konstitutiver Beziehungen berücksichtigt werden, sind Immobilisierung und Mobilisierung von Wasser in der Bodenmatrix, Änderung des Gesamtvolumens und der Porosität sowie deren Einfluss auf die hydraulisch relevanten Prozesse. Zur Validierung des Modells wird eine Modellvergleichsstudie durchgeführt, die zeigt, dass erstens das Modell geeignet ist, die Strömungs- und Transportprozesse in schwellenden Böden zu simulieren, und zweitens alle dafür benötigten Parameter mittels inverser Modellierung korrekt bestimmt werden können.
doi:10.18419/opus-316 fatcat:pbmndaladzd5bgdlvzj2kmwo7m