On a thermodynamic model of fluid-saturated porous medium

• Autorzy: Kosiński W. , Kubik J. , Cieszko M. , Kaczmarek M.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In order to describe isotropic pore structure of a solid skeleton satureted with a fluid, two internal state variables are introduced: a volume porosity... and a structural parameter... . The internal friction in the skeleton material is incorporated by a tensor-valued internal state variable... . Thermal properties are described by a single antropy density function... and two thermal state variables... and... . In the energy balance law, both heat fluxes appear and an added mass effect is incorporated to manifest the influence of the pore structure of the skeleton on the fluid motion. Consequences of the second law of thermodynamics are formulated in the form of four potential relations for stresses and heat flux vectors together with a representation of interaction forces.

PL

Termodynamiczny model ośrodka porowatego nasyconego cieczą. Zaproponowano prosty model termodynamicznego ośrodka porowatego nasyconego cieczą. Dla opisu izotropowej struktury porów stałego szkieletu nasyconego cieczą zostały wprowadzone dwie skalarne zmienne stanu: objętościowa porowatość... i parametr strukturalny... .Lepkość wewnętrzna materiału szkieletu została uwzględniona poprzez tensorową zmienną stanu... .Własności termiczne zostały opisane przez pojedyńczą funkcję gęstości entropii... i dwie termiczne zmienne stanu ... i ... . W prawie bilansu energii występują oba strumienie ciepła, zaś uwzględnienie efektu masy dołączonej odzwierciedla wpływstruktury porów na ruch cieczy. Sformułowano konsekwencje drugiego prawa termodynamiki w postaci 4 związków potencjalnych dla naprężeń i wektorów strumienia ciepła wraz z reprezentacją sił oddziaływania.

Słowa kluczowe

EN

fluid-saturated porous solid; entropy; heat flux

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 39 nr 1
• Strony: 3--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Kosiński W.

• Polish-Japanese Institute of Information Technology; Center of Mechanics and Information Technology, IPPT PAN Warsaw; Department of Environmental Mechanics, Bydgoszcz University

autor

Kubik J.

• Department of Environmental Mechanics, Bydgoszcz University

autor

Cieszko M.

• Department of Environmental Mechanics, Bydgoszcz University

autor

Kaczmarek M.

• Department of Environmental Mechanics, Bydgoszcz University

Bibliografia

• 1. BIOT M.A., 1972, Theory of Finite Deformations of Porous Solids, Ind. Univ. Math. J., 21, 7, 597-620.
• 2. BOWEN R.M., 1982, Compressible Porous Media Models by Use of the Theory of Mixtures, Int. J. Engng Sci., 20, 697-735.
• 3. BOWEN R.M., 1984, Diffusion Models Implied by the Theory of Mixtures, in: Rational Thermodynamics, C. Truesdell (edit.), 2ed Edition, 237-263, Springer, New York.
• 4. CIESZKO M., KUBIK J., 1996a, Constitutive Relations and Internal Equilibrium Condition for Fluid-Saturated Porous Solids. Nonlinear Theory, Arch. Mech., 48, 5, 893-910.
• 5. CIESZKO M., KUBIK J., 1996b, Constitutive Relations and Internal Equilibrium Condition for Fluid-Saturated Porous Solid. Linear Description, Arch. Mech., 48, 5, 911-923.
• 6. GREEN A.E., NAGHDI P.M., 1965, A Dynamical Theory of Interacting Continua, Int. J. Engng. Sci., 3, 231-241.
• 7. KACZMAREK M., KUBIK J., 1985, Determination of Material Constants of Fluid-Saturated Porous Solid, (in Polish) Engng Trans. (Rozprawy Inżynierskie), 33, 4, 589-609.
• 8. KOSIŃSKI W., 1998, Hyperbolic Framework for Thermoelastic Materials, Arch. Mech., 50, 3, 423-450.
• 9. KUBIK J., 1982, Large Elastic Deformations of Fluid-Saturated Porous Solid, Journal de Mécanique Théorique et Applique, 203-218.
• 10. KUBIK J., 1986, On Internal Coupling in Dynamic Equations of Fluid-Saturated Porous Solid, Int. J. Engng Sci, 24, 981-989.
• 11. KUBIK J., 1992, Pore Structure in Dynamic Behaviour of Saturated Materials, Transport in Porous Media, 9, 15-24.
• 12. KUBIK J., CIESZKO M., 1987, O oddziaływaniach wewnętrznych w ośrodku nasyconym cieczą, Rozp. Inż., 35, 55-70.
• 13. KUBIK J., CIESZKO M., KACZMAREK M., 2000, Podstawy nasyconych ośrodków porowatych, (Fundamentals of Dynamics of Saturated Porous Media), IPPT PAN, Warszawa-Poznań-Bydgoszcz, in print.
• 14. SVENDSEN B., HUTTER K, 1995, On the Thermodynamics of a Mixture of Isotropic Materials with Constraints, Int. J. Engng Sci, 33, 14, 2021-2054.
• 15. SZEFER G., 1978, Nonlinear Problems of Consolidation Theory, in Problems de Reologie, Symposium Franco-Polonaise, Cracovie 1977, 585-604, PWN Warszawa.
• 16. WANG Y., HUTTER K., 1999, Comparison of Two Entropy Principles and Their Applications in Granular Flows With/Without Fluid, Arch. Mech., 51, 5, 605-632.
• 17. WILMAŃSKI K., 1995, Lagrangian Model of Two-Phase Porous Material, J. Non-Equilibrium Therm., 20, 1, 50-77.