Microsc. Microanal. Microstruct. 7, 485-490 (1996)
DOI: 10.1051/mmm:1996148

Influence of the Topology on the Flow Properties of Porous Media Explored from 3D Simulations

Patricia Jouannot et Jean-Paul Jernot

LERMAT, URA CNRS 1317, ISMRA, 14050 Caen Cedex, France

Abstract
A 3D-simulated random packing of spheres is digitized and densified with two basic tools of mathematical morphology: dilation and closing. Using these transformations separately, the densification of the initial structure follows two different topological paths. As a consequence, a fluid flow simulated by geodesic dilations inside the porous networks shows two different behaviours depending on the topological paths of the densification.

Résumé
Une simulation tridimensionnelle d'empilement aléatoire de sphères, digitalisée sur une trame CFC, est densifiée au moyen de dilatations ou fermetures. En utilisant séparément ces transformations, la densification de l'empilement initial suit deux chemins topologiques distincts. Des écoulements sont simulés par des dilatations géodésiques dans les réseaux poreux de chacune des structures. Pour une valeur donnée de la porosité, les résultats obtenus pour l'écoulement mettent en évidence l'influence prépondérante des propriétés topologiques.

PACS
4755M - Flow through porous media.
4710 - General fluid dynamics theory, simulation and other computational methods.
0240 - Geometry, differential geometry, and topology.
0230 - Function theory, analysis.

Key words
densification -- digital simulation -- flow simulation -- flow through porous media -- topology -- transforms -- topology -- flow properties -- porous media -- 3D simulations -- 3D simulated random sphere packing -- mathematical morphology -- dilation -- closing -- transformations -- densification -- fluid flow -- geodesic dilations -- porous networks -- topological paths


© EDP Sciences 1996