شبيه سازي عددي پديده انگشتي شدن جريان در محيط متخلخل

كارشناسي ارشد

چكيده جابجايي¬هاي غير¬امتزاجي در محيط¬هاي متخلخل، از زمينه¬هاي مهم و مورد توجه پژوهشگران در مهندسي مخازن و مهندسي مكانيك مي¬باشد. با توجه به برداشت مداوم از مخازن نفتي و افت فشار مخازن، بحث برداشت¬هاي ثانويه و ثالثيه مطرح مي¬گردد، اما يكي از چالش¬هاي پيش¬رو شكل¬گيري و توسعه انگشتي-هاي لزج در حين اين فرآيند¬ها مي¬باشد. هرگاه سيالي با ويسكوزيته كمتر، سيالي با ويسكوزيته بيشتري را جابجا كند، سطح مشترك دو سيال ناپايدار خواهد شد؛ توسعه اين ناپايداري¬ها در سطح مشترك دوسيال را ناپايداري انگشتي لزج گويند. در اين پژوهش به شبيه¬سازي عددي پديده انگشتي شدن جريان در جابجايي¬هاي غيرامتزاجي در محيط¬هاي متخلخل و با استفاده از قانون دارسي براي جريان¬هاي دو فازي پرداخته شده است. ابتدا معادلات حاكم بر اين جابجايي¬ها بي¬بعد سازي شده¬اند. در گام بعدي با توجه به اهميت دقت بالاي محاسبات،از روش¬هاي تفاضل محدود فشرده با دقت مرتبه شش و روش طيفي تبديل سريع هارتلي به ترتيب در محاسبه مشتقات مكاني معادلات انتقال و حل معادله با مشتقات جزئي ورتيسيتي استفاده شده است. در پايان به بررسي منحني¬هاي اشباع ميانگين گيري شده عرضي، سرعت نوك انگشتي¬ها و همچنين زمان شروع ناپايداري¬ها و زمان رسيدن نخستين انگشتي به انتهاي دامنه محاسباتي در نسبت¬هاي تحرك¬پذيري و اعداد مويينگي و نسبت ابعاد دامنه محاسباتي مختلف پرداخته شده است. از جمله مهم¬ترين نتايج اين پژوهش، مي¬توان به افزايش زمان رسيدن نخستين انگشتي به انتهاي دامنه حل، با كاهش نسبت¬هاي تحرك¬پذيري و عدد مويينگي اشاره نمود. همچنين، سرعت نوك انگشتي¬ها با افزايش نسبت تحرك¬پذيري افزايش مي¬يابد، اما اين سرعت در نسبت تحرك¬پذيري ثابت و اعداد مويينگي مختلف، با گذشت زمان به يك مقدار معين همگرا مي¬شود كه نشان¬دهنده بي¬اثر بودن تغييرات عدد مويينگي بر سرعت نوك انگشتي¬ها مي¬باشد. واژه‌هاي كليدي: جابجايي¬هاي غيرامتزاجي، محيط متخلخل، انگشتي شدن جريان، نسبت تحرك¬پذيري، عدد مويينگي، نسبت ابعاد.

189462

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور