مدلسازی دوفازی نفوذ و پیمایش سیال در مسیرهای مشخص داخل محیط متخلخل لایهای به کمک روش شبکه بولتزمن
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
3 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
doi
چکیده
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.