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Strong pinning of propagation fronts in adverse flow

Authors :
Thomas Gueudré
Awadhesh K. Dubey
Alberto Rosso
Laurent Talon
Laboratoire de Physique Théorique de l'ENS (LPTENS)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS)
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Fluides, automatique, systèmes thermiques (FAST)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Physique Théorique et Modèles Statistiques (LPTMS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
Laboratoire de Physique Théorique de l'ENS [École Normale Supérieure] (LPTENS)
Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS)
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Physical Review E : Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics, Physical Review E : Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics, American Physical Society, 2014, 89, pp.041004, Physical Review E : Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics, 2014, 89, pp.041004. ⟨10.1103/PhysRevE.89.041004⟩
Publication Year :
2014
Publisher :
American Physical Society (APS), 2014.

Abstract

Reaction fronts evolving in a porous medium exhibit a rich dynamical behaviour. In presence of an adverse flow, experiments show that the front slows down and eventually gets pinned, displaying a particular sawtooth shape. Extensive numerical simulations of the hydrodynamic equations confirm the experimental observations. Here we propose a stylized model, predicting two possible outcomes of the experiments for large adverse flow: either the front develops a sawtooth shape, or it acquires a complicated structure with islands and overhangs. A simple criterion allows to distinguish between the two scenarios and its validity is reproduced by direct hydrodynamical simulations. Our model gives a better understanding of the transition and is relevant in a variety of domains, when the pinning regime is strong and only relies on a small number of sites.<br />5 pages, 4 figures

Details

ISSN :
15502376 and 15393755
Volume :
89
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review E
Accession number :
edsair.doi.dedup.....370e42e0166e2ea671582edd381f62be
Full Text :
https://doi.org/10.1103/physreve.89.041004