Analiza wybranych algorytmów wyszukiwania ścieżki w dwuwymiarowych ośrodkach porowatych o reprezentacji binarnej
FIlip Klimek
a:1:{s:5:"en_US";s:43:"Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie";}Wojciech Sobieski
Abstrakt
W artykule prazstawiono analiza wpływu parametryczna geometriacznycz ośrodka porowatego representowanego w formie binarnej – rozmiaru siatki, szerokości przeszkód oraz porowatości – na krętość ścieżek transport oraz wydajnić algorytmów wyszukiwania ścieżki. Symulacje numeryczne przeprowadzono dla siatek o rozmiarach 100-200 węzłów, szerokości przeszków wynoszczycz 1-13 węzłów oraz porowatoszczy w zakresie od 0,9 do 0,5, z wykorzystaniem algorytmów Dijkstry, A*, BFS oraz Chciwy BFS. Wyniki potwierdziły istnienie progu perkolacji przy φ ≈ 0,6 i wykazy, ż umniejszanie porowatości zwieksza krętość ścieżki. Dla wysokij porowatości (φ = 0,9) ścieżki były niemal proste (τ ≈ 1,03), podczas gdy dla niskiej (φ = 0,5-0,6) stawalny sić silnie kręte (τ > 1,3). Spośród testowy metod, algorytmy A* oraz Chciwy BFS okazały sić najbardziej wydajne obliczeniowo, co potwierdza skuteczność podejść heurystycznych w modelowaniu zjawisk transportu w strukturach porowatych.
Słowa kluczowe:
ośrodki porowate, krętość, porowatość, algorytmy wyszukiwania ścieżekBibliografia
CARMAN P.C. 1937. Fluid flow through a granular bed. Transactions of the Institute of Chemical Engineers, Jubilee Supplement, 75: 32-48. Google Scholar
FU J., THOMAS H.R., LI C. 2021. Tortuosity of porous media: Image analysis and physical simulation. Earth-Science Reviews, 212, 103439: 1-30. Google Scholar
KOPONEN A., KATAJA M., TIMONEN J. 1996. Tortuous flow in porous media. Physical Review E, 54: 406-410. Google Scholar
KOPONEN, A., KATAJA, M., TIMONEN, J. 1997. Permeability and effective porosity of porous media. Physical Review E, 56, 3319-3325. Google Scholar
KOZENY J. 1927. Über kapillare Leitung des Wassers im Boden. Akademie der Wissenschaften in Wien, Sitzungsberichte, 136(2a): 271-306. Google Scholar
MATYKA M., KHALILI A., KOZA Z. 2008. Tortuosity-porosity relation in porous media flow. Physical Review E, 78: 026306. Google Scholar
NEWMAN M.E.J., ZIFF R.M. 2000. Efficient Monte Carlo algorithm and high-precision results for percolation. Physical Review Letters, 85(19): 4104-4107. Google Scholar
SOBIESKI W. 2019. Numerical investigations of tortuosity in randomly generated pore structures. Mathematics and Computers in Simulation, 166: 1-20. Google Scholar
SOBIESKI W. 2020. Calculating the binary tortuosity in DEM-generated granular beds. Processes, 8(9): 1-19. Google Scholar
WANG J., ZHOU Z. 2013. Site percolation thresholds in two dimensions. Physical Review E, 87(5): 052107. Google Scholar
a:1:{s:5:"en_US";s:43:"Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie";}
