Toán về fluid (lưu thể (?): chất lỏng, khí) thì nhiều vô số. Ở đây không phải tôi trình bày tất cả mà chỉ gợi mở để mọi người cùng tham gia nhất là các bạn sinh viên có thể tập làm toán. Vấn đề liên quan về fluid trong môi trường porous media. Porous media là các môi trường, vật liệu có lỗ nhỏ mà fluid có thể chảy qua được, ví dụ như đất cát, các miếng xốp. Khi fluid chảy trong các chất liệu này thì ngoài tuơng tác giữa các lớp fluid còn có tuơng tác giữa fluid và vật liệu. Do đó phương trình mô tả chuyển động không thuần tuý là Euler/Navier-Stokes. Có nhiều cách để viết phuơng trình trong trường hợp này. Có thể đi từ cấp độ các phần tử nhỏ (particles) rồi lấy giới hạn (Boltzman euqations, kinetic theory). Có thể dựa vào các thí nghiệm cụ thể để tìm quy luật liên quan đến chuyển động. Các vấn đề tôi trình bày lấy mô hình từ phương thức thứ hai này.
Luật Darcy: Darcy làm thí nghiệm và phát biểu là tốc độ (velocity: ) của fluid ngược hướng với gradient của áp suất (pressure:
). Viết thành phuơng trình thì đơn giản là
với là hằng số. Quan hệ này là tuyến tính và quá đơn giản. Tuy vậy nó được dùng để mô tả chuyển động gần đúng của fluid trong môi trường, vật liệu “đẹp dẽ” ở tốc độ chậm.
Sau Darcy, Forchheimer làm thí nghiệm và đề ra các quy luật phi tuyến sau:
trong đó , số
nằm giữa 1 và 2, và
là chuẩn Euclide của vectơ
. Các “luật” này được nhiều người nghiên cứu và mở rộng.
Câu hỏi 1: Thử mở rộng (thuần tuý về toán) các phuơng trình trên.
(còn nữa)
October 10, 2009 at 9:54 pm
Không biết luật Darcy + mấy cái luật về truyền nhiệt có thể thu được từ mức độ phân tử không nhỉ ?
Hôm trước nghe seminar có 1 bạn ở Utah cũng có nhắc đến cái luật này khi nghiên cứu mấy tảng băng ở các vùng Bắc và Nam cực .
October 11, 2009 at 9:34 am
Theo ông bạn đồng nghiệp hiểu biết hơn về mô hình này thì ít nhất cho Darcy, với một số điều kiện thì người ta chứng minh được. Còn non-linear Darcy thì thiệt tình tôi không biết.
Tuy nhiên đợi cho bên toán chứng minh được mô hình thì bên vật lý, kỹ sư thất nghiệp dài dài
July 16, 2011 at 10:10 am
Hôm bữa có coi lại bài trên AMS Notices của bạn/tay/ông bên Utah đó. Họ dùng phương trình Darcy, nhưng cái chính là lý luận + đo đạc để đưa ra mô hình mấy cái permeability. Vì là thực nghiệm nên họ có hai mô hình (1) phụ thuộc áp suất, và (2) phụ thuộc porosity. Mô hình thứ nhất của họ tôi quan tâm hơn, khi nào buồn buồn có thể lấy ra làm thử