dongu-vestnik04.ru
Вестник Донецкого университета. Серия 04. Технические науки
Vestnik of Donetsk University. Series 04. Technical Sciences
2663-4228
520
10.5281/zenodo.19201999
Articles
Статьи
Research Article
NON-ISOTHERMAL SATURATION OF A POROUS SEMI-BOUNDED ISOTROPIC MEDIUM WITH A FLOW WITH A PERFECT DISPLACEMENT STRUCTURE
НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ НАСЫЩЕНИЕ ПОРИСТОЙ ПОЛУОГРАНИЧЕННОЙ ИЗОТРОПНОЙ СРЕДЫ ПОТОКОМ СО СТРУКТУРОЙ ИДЕАЛЬНОГО ВЫТЕСНЕНИЯ
https://orcid.org/0009-0008-4553-0052
Kulikova
Oksana Valerevna
Куликова
Оксана Валерьевна
ryazhskihav@bk.ru
1
https://orcid.org/0000-0002-2834-3000
Riazhskikh
Viktor Ivanovich
Ряжских
Виктор Иванович
ryazhskih_vi@mail.ru
2
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»
Voronezh State Technical University
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»
Voronezh State Technical University
1
NO1 (27.0)
№1 (27.0)
209
215
15
07
2026
Copyright ©; 2026, Вестник Донецкого университета. Серия 04. Технические науки
Copyright ©; 2026, Vestnik of Donetsk University. Series 04. Technical Sciences
2026
Вестник Донецкого университета. Серия 04. Технические науки
Vestnik of Donetsk University. Series 04. Technical Sciences
Эта статья распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0)
https://dongu-vestnik04.ru/index.php/vestnik04/article/view/520
Based on the Darcy-Brinkman approach for viscous incompressible fluid flow in porous media and a one-parameter representation of local temperature equilibrium, a model of penetration of a Newtonian fluid under gravitational driving force into a semi-bounded porous isotropic medium is proposed. For slow fluid permeation, the hydrodynamic subproblem is simplified by linearizing the velocity field using the ideal plug flow regime within a linear filtration framework. The initial-boundary value problem is formulated for two boundary condition formulations on the "free" surface of the porous layer: constant temperature and its pulsed change. Analytical solutions are obtained in quadratures. A calculation example is given illustrating the effect of non-isothermal flow of a "hot" medium into a "cold" porous structure on the permeation time.
На основе подхода Дарси-Бринкмана для течения вязкой несжимаемой жидкости в пористых средах и однопараметрического представления о локальном температурном равновесии предложена модель проникновения ньютоновской среды в условиях гравитационной движущейся силы в полуограниченную пористую изотропную среду. Для медленного просачивания жидкости гидродинамическая подзадача упрощена с помощью линеаризации поля скоростей применением режима идеального вытеснения в рамках линейной фильтрации. Начально-краевая задача сформулирована для двух вариантов постановки краевого условия на «свободной» поверхности пористого слоя: постоянная температура и её импульсное изменение. Получены аналитические решения в квадратурах. Приведен пример расчета, иллюстрирующий влияние неизотермичности потока «горячей» среды в «холодную» пористую структуру на время просачивания.
Newtonian fluid, porous medium, non-isothermal flow, filtration, temperature
ньютоновская жидкость, пористая среда, неизотермичность, фильтрация, температура
[Полный текст статьи отсутствует в исходных данных. Необходимо добавить текст из PDF или другого источника.]
Список литературы
[
1. Narta, M. Additive manufacturing of metal matrix composites / M. Narta, P. Agrawal // Materials&Design. – 2025. – V. 252. – P. 113609.
]
[
2. Supercritical CO2-assisted impregnation/ deposition of polymeric materials with pharmaceutical, nutraceutical, and biomedical applications: A review (2015-2021) / N.D. Machado, J.E. Mosquera, R.E. Martini [et al.] // The Journal of Supercritical Fluids. – 2022. –V. 191. – P. 105763
]
[
3. Research progress of transpiration cooling for aircraft thermal protection/ Q. Mi, S.H. Yi, D.D. Gang [et al.] // Appl. Thermal Engineering. – 2004. – V. 236. – part A. – P. 121360.
]
[
4. Experimental and numerical investigation on maspilled oil migration and contamination characteristics in freezing soils / W. Pei, Z. Ye, M. Zhang [et al.] // Geoderma. – 2025. – V. 457. – P. 117300.
]
[
5. Delavar, M. A. Using porous for heat transfer enhancement in heat exchangers review / M. A. Delavar, M. I. Azimi // J. of Eng. Sci. and Technology Review. – 2013. – V .6. – №1. – P. 14-16.
]
[
6. Caucao, S. A mixed FEM for the coupled Brinkman-Forchheimer / Darcy problem / S. Caucao, M. Discacciati // Applied Numerical Mathematical. – 2023. – V. 190. – P. 138-154.
]
[
7. Wendl, M. Theoretical foundations of conduction and convection heat transfer / M. Wendl. – Saint Louis. Washington University, 2012. – 227 p.
]
[
8. Nield, D. A. Convection in Porous Media / D. A. Nield, A. Bejan. – NY: Springer, 2006. – 654 p.
]
[
9. Ichikawa, Y. Transport Phenomena in Porous media. Aspects of Micro/Macro Behaviour / Y. Ichikawa, A. P. S. Selvadurai. – NY: Springer Heidelberg, 2012. – 382 p.
]
[
10. Математическое моделирование процессов распространения загрязняющего вещества в почвогрунтах и атмосфере при его аварийном разливе / Ю. Н. Матвеев, Б. И. Масленников, К. А. Карельская, Н. А. Стукалова // Интернет-журнал Науковедение. – 2016. – Т. 8, № 5(36). – С. 83. – EDN XCMQND.
]
[
11. Zimmermann, R. W. Fluid flow in porous media: Volume 5 / R. W. Zimmermann. – NewJerscy: Wold Scientific Publishing. Europ. Ltd., 2018. – 220 p.
]
[
12. Купцов, С. М. Теплофизические свойства пластовых жидкостей и горных пород нефтяных месторождений / С. М. Купцов. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2008. – 205 с.
]
[
REFERENCES LIST
]
[
1. Narta, M. Additive manufacturing of metal matrix composites / M. Narta, P. Agrawal // Materials&Design. – 2025. – V. 252. – P. 113609.
]
[
2. Supercritical CO2-assisted impregnation/ deposition of polymeric materials with pharmaceutical, nutraceutical, and biomedical applications: A review (2015-2021) / N.D. Machado, J.E. Mosquera, R.E. Martini [et al.] // The Journal of Supercritical Fluids. – 2022. –V. 191. – P. 105763
]
[
3. Research progress of transpiration cooling for aircraft thermal protection/ Q. Mi, S.H. Yi, D.D. Gang [et al.] // Appl. Thermal Engineering. – 2004. – V. 236. – part A. – P. 121360.
]
[
4. Experimental and numerical investigation on maspilled oil migration and contamination characteristics in freezing soils / W. Pei, Z. Ye, M. Zhang [et al.] // Geoderma. – 2025. – V. 457. – P. 117300.
]
[
5. Delavar, M. A. Using porous for heat transfer enhancement in heat exchangers review / M. A. Delavar, M. I. Azimi // J. of Eng. Sci. and Technology Review. – 2013. – V. 6. – №1. – P. 14-16.
]
[
6. Caucao, S. A mixed FEM for the coupled Brinkman-Forchheimer / Darcy problem / S. Caucao, M. Discacciati // Applied Numerical Mathematical. – 2023. – V. 190. – P. 138-154.
]
[
7. Wendl, M. Theoretical foundations of conduction and convection heat transfer / M. Wendl. – Saint Louis. Washington University, 2012. – 227 p.
]
[
8. Nield, D. A. Convection in Porous Media / D. A. Nield, A. Bejan. – NY: Springer, 2006. – 654 p.
]
[
9. Ichikawa, Y. Transport Phenomena in Porous media. Aspects of Micro/Macro Behaviour / Y. Ichikawa, A. P. S. Selvadurai. – NY: Springer Heidelberg, 2012. – 382 p.
]
[
10. Matematicheskoe modelirovanie protsessov rasprostraneniia zagriazniaiushchego veshchestva v pochvogruntakh i atmosfere pri ego avariinom razlive / Iu. N. Matveev, B. I. Maslennikov, K. A. Karelskaia, N. A. Stukalova // Internet-zhurnal Naukovedenie. – 2016. – T. 8, № 5(36). – S. 83. – EDN XCMQND.
]
[
11. Zimmermann, R. W. Fluid flow in porous media: Volume 5 / R. W. Zimmermann. – NewJerscy: Wold Scientific Publishing. Europ. Ltd., 2018. – 220 p.
]
[
12. Kuptsov, S. M. Teplofizicheskie svoistva plastovykh zhidkostei i gornykh porod neftianykh mestorozhdenii / S. M. Kuptsov. – M.: OOO «Nedra-Biznestsentr», 2008. – 205 s.
]