1. Existence of a Weak Solutionto the Two-Dimensional Filtration Problem in a Thin Poroelastic Layer
- Author
-
P.V. Gilev and A.A. Papin
- Subjects
насыщенность ,пороупругость ,двухфазная фильтрация ,saturation ,poroelastic ,закон Дарси ,разрешимость ,General Medicine ,Darcy's law ,two-phase filtration ,solvability - Abstract
The paper considers a mathematical model of the joint motion of two immiscible incompressible fluids in a poroelastic medium. This model is a generalization of the classical Musket-Leverett model, in which porosity is considered to be a given function of the spatial coordinate. The model under study is based on the mass conservation equations for liquids and the porous skeleton, Darcy's law for liquids, which takes into account the movement of the porous skeleton, the Laplace formula for capillary pressure, the Maxwell-type rheological equation for porosity, and the "system as a whole" equilibrium condition. In the thin layer approximation, the original problem is reduced to the successive determination of the porosity of the solid skeleton and its velocity. Then an elliptic-parabolic system is derived for the “reduced pressure” and saturation of the wetting phase. Its solution is understood in a generalized sense due to the degeneration on the solution of the equations of the system. The proof of the existence theorem is carried out in four stages: regularization of the problem, proof of the physical maximum principle for saturation, construction of Galerkin approximations, passage to the limit in regularization parameters based on the method of compensated compactness., В работе рассматривается математическая модель совместного движения двух несмешивающихся несжимаемых жидкостей в пороупругой среде. Данная модель является обобщением классической модели Маскета-Леверетта, в которой пористость считается заданной функцией пространственной координаты. В основе изучаемой модели лежат уравнения сохранения массы жидкостей и пористого скелета, закон Дарси для жидкостей, учитывающий движение пористого скелета, формула Лапласа для капиллярного давления, реологическое уравнение для пористости типа Максвелла и условие равновесия «системы в целом». В приближении тонкого слоя исходная задача сводится к последовательному определению пористости твердого скелета и его скорости, а затем выводится эллиптико-параболическая система для «приведенного давления» и насыщенности смачивающей фазы. В связи с вырождением на решении уравнений системы ее решение понимается в обобщенном смысле. Доказательство теоремы существования осуществляется в четыре этапа: регуляризация задачи, доказательство физического принципа максимума для насыщенности, построение галеркинских приближений, предельный переход по параметрам регуляризации на основе метода компенсированной компактности.
- Published
- 2022
- Full Text
- View/download PDF