مدلسازی دوفازی نفوذ و پیمایش سیال در مسیرهای مشخص داخل محیط متخلخل لایه ای به کمک روش شبکه بولتزمن

در این مقاله، پدیده نفوذ فیلم مایع و همچنین قطره داخل محیط متخلخل لایه­ای به کمک مدل شان و چن دو فازی و روش شبکه بولتزمن مطالعه شده­است. محیط متخلخل لایه­ای از توزیع تصادفی موانع جامد ایجاد شده است به­طوریکه نسبت تخلخل در هر لایه و در کل ناحیه متخلخل، دارای مقدار ثابتی می­باشد و به یکنواخت­تر شدن توزیع موانع کمک می­کند. در این مطالعه، الگوی نفوذ سیال داخل محیط متخلخل، هم بصورت فیلم مایع و هم به شکل قطره مورد بررسی قرار گرفته و دو رژیم نفوذ ویسکوز فینگرینگ و کاپیلاری فینگرینگ مشاهده و بررسی شده­است. تاثیر نسبت تخلخل و ویژگی آبدوست یا آبگریز بودن سطح بر روی آهنگ نفوذ نیز بررسی گردیده است؛ درکل افزایش میزان تخلخل و آبگریز نمودن سطوح موجب افزایش آهنگ پخش می­گردد. با توجه به لایه­ای بودن محیط متخلخل، اثر استفاده از لایه­ها با نسبت تخلخل­های مختلف و دارای یک نسبت تخلخل معین در مجموع لایه­ها، بر روی بهبود آهنگ نفوذ سیال در محیط متخلخل مورد بحث قرار گرفته­است. همچنین به چگونگی تغییر الگوی نفوذ از رژیم ویسکوز فینگرینگ و نزدیک شدن به رژیم کاپیلاری فینگرینگ به کمک آبدوست نمودن سطوح پرداخته شده­است. از ویژگی­های منحصربفرد تحقیق حاضر، ارائه راهکاری برای تغییر مسیر نفوذ فیلم مایع و عبور آن از مسیر مشخص، داخل محیط متخلخل لایه­ای می­باشد.

Keywords:

محیط متخلخل لایه ای , سطوح آبدوست و آبگریز , نفوذ فیلم مایع , روش شبکه بولتزمن , رژیم ویسکوز فینگرینگ