مقایسه دوبعدی و سه بعدی رژیم های حاکم بر جریان سیال در محیط متخلخل

هدف از انجام این پایان نامه مطالعه رژیم های حاکم بر جریان سیال درون محیط متخلخل برای سرعت های به اندازه کافی بالا (البته جریان آرام) می باشد. مسئله اخیر به کمک روش های مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است، ولی تحلیل های حاصل به طور قابل ملاحظه ای متفاوت بوده و در بعضی موارد ناقض یکدیگر می باشند. یکی از دلایل اختلاف احتمالاً در اخذ برخی فرضیات متفاوت و غیردقیق در حل مسئله بوده است. به همین دلیل توصیه شده از روش های تئوری با کمترین فرضیات ساده کننده برای تحلیل جریان استفاده شود. در این پایان نامه از نتایج حاصل از بسط معادله دارسی به معادله فرشیمر که توسط ویتاکر و به کمک روش تئوری متوسط حجمی انجام شده است، استفاده شده و به مطالعه رفتار جریان سیال در مدل های دوبعدی و سه بعدی پرداخته شده است. آزمایش های صورت گرفته به کمک شبیه سازی عددی جریان نشان می دهد که در همه موارد رژیم های اینرسی ضعیف و قوی قابل مشاهده است، علاوه بر آن ناحیه انتقالی بین دو رژیم نیز موجود می باشد. در تمام حالات مورد مطالعه دامنه رژیم اینرسی ضعیف نسبتاً کوچک است و این امر در حالت شبیه سازی سه بعدی تشدید می گردد. این مطلب می تواند دلیلی بر ندیده شدن رژیم اینرسی ضعیف در مطالعات آزمایشگاهی روی رژیم های حاکم بر جریان اینرسی سیال در محیط متخلخل باشد. دامنه رژیم اینرسی قوی در حالت سه بعدی به اندازه ای است که می توان رژیم حاکم بر جریان را پس از خروج از رژیم دارسی، همان رژیم اینرسی قوی دانست که از دو قرن گذشته همواره مورد تأکید بوده است. برای داشتن نتایج دقیق تر و تحلیلی تر، مطالعات بیشتری روی جریان دوبعدی و سه بعدی لازم است.