بررسی پدیده فینگرینگ در سیال قابل امتزاج در محیط متخلخل همراه با تأثیر کانالیزه شدن

پایان نامه
چکیده

ناپایداری جریان سیالات یکی از مباحث عمده و کلاسیک مکانیک سیالات به شمار می رود. گذر از جریان آرام به آشفته و ناپایداری سطح آزاد در سیال از مشهورترین مسائلی است که در این زمینه مطرح بوده است. بررسی ناپایداری جابه جایی دو سیال به صورت قابل امتزاج و یا غیرقابل امتزاج به ویژه در محیط های متخلخل، از آن جا که دارای مصداق های متعددی در صنایع می باشد، از دهه 50 میلادی به عنوان یک موضوع اساسی در زمینه ناپایداری مورد توجه بسیاری از محققین قرارگرفته است[1]. وقتی سیال با لزجت کمتر جایگزین سیال با لزجت بیشتر می شود، غالباً فصل مشترک دو سیال دچار اغتشاش خواهد شد. تولید زبانه ناشی از گسترش اغتشاش معمولاً به نام پدیده انگشتی شدن شناخته می شود. از زمان آزمایش ها و تحلیل های اولیه هیل در سال 1952، رشد قابل توجهی در مقالات چاپ شده در مورد ناپایداری لزج به وجود آمده است[2]. مصداق های متعدد این پدیده در مهندسی مخازن نفت، هیدرولوژی آب های زیرزمینی، چاه های ژئوترمال، احتراق، رسوب گیری الکتروشیمیایی، سیلاب زنی امتزاجی به هنگام بازیافت نفت، منطقه گذرا بین آب شور و آب تازه در سفره های آب زیرزمینی، دفن ضایعات معمولی و هسته ای و نشت آن ها به سفره های آب زیرزمینی می باشد. در بیشتر کاربردها، ناپایداری لزج پدیده نامطلوبی است زیرا باعث کاهش بازده فرآیند جابه جایی می گردد. هر فرآیندی که در جهت حذف ناپایداری ها یا کنترل نرخ رشد زبانه های لزج پیش رود، به لحاظ فنی دارای اهمیت می باشد. از مدل سازی اولیه توسط هیل و سافمن-تیلور تا کارهای هومسی در سال های اخیر، بررسی تأثیرات عوامل مختلف در این پدیده مدنظر بوده است. در بررسی های اولیه حتی تا دهه گذشته به دلیل عدم امکان بررسی دقیق عددی، مساله ناپایداری جابه جایی سیالات قابل امتزاج محدود به تأثیر انگشتی شدن لزج بوده است[3]. مبدأ ناپایداری سیالات در محیط متخلخل در سال 1958 توسط سافمن و تیلور شناخته شد[5]. آن ها مطالعات خود را به وسیله سلول هل- شاو انجام دادند. آن ها نشان دادند که وقتی سیال با لزجت کم جایگزین سیال با لزجت بالا می شود، ناپایداری در مرز مشترک باعث رخ دادن پدیده انگشتی شدن، می گردد. در این حالت در طی پیشروی مرز مشترک اگر یک تحدب کوچک به دلیل تصادفی بودن سیستم به وجود آید، گرادیان فشار در قسمت تحدب یافته دارای شیب بیشتری در مقایسه با قسمت های دیگر مرز مشترک خواهد بود. با ارائه یک روش عددی جدید [47] مساله تن و هومسی [14]، مورد بررسی مجدد قرار گرفت و براساس مقایسه نتایج خروجی کارایی روش محاسباتی مورد تأیید قرار گرفت. حل تحلیلی برای زمان به صورت کامل ارایه گردید و پاسخ تن و هومسی [14] باز تولید شد. تأثیر پدیده کانالیزه شدن و تغییرات نفوذپذیری با اعمال یک رابطه نمایی برای بیان نفوذپذیری به معادلات حاکم مدل شد. معادلات حاکم جدید به فضای فوریه انتقال داده شد و معادله موجی حاصل جهت بررسی پایداری جریان لزج در محیط متخلخل با معرفی یک روش عددی جدید مورد تحلیل قرار گرفت. بررسی نتایج نشان داد که بیشترین ناپایداری در زمان t=0 رخ خواهد داد و این اتفاق در فرآیند با ملاحظه تأثیر ترم کانالیزه شدن نیز تغییری نخواهد کرد. در عین حال افزودن ترم کانالیزه شدن سبب پایدارتر شدن جریان در تمام مقاطع عرضی مجرا خواهد شد و تأثیر در نقاط نزدیک مرکز کانال به وضوح بیشتر خواهد بود به گونه ای که با گذشت زمان در نسبت های تخلخل نزدیک به 1 در مرکز کانال به ازای همه مقادیر عدد موج پایداری برقرار خواهد بود، این در حالی است که برای نسبت های تخلخل بزرگتر از 1 حتی در زمان t=0 جریان در مرکز کانال تقریباً پایدار است.

۱۵ صفحه ی اول

برای دانلود 15 صفحه اول باید عضویت طلایی داشته باشید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

بررسی فرکتالی ناپایداری انگشتی لزج دو سیال واکنش پذیر قابل امتزاج در محیط متخلخل همگن

ناپایداری انگشتی‌ لزج در محیط متخلخل یکی از فرایند‌های طبیعی است که در مسائل مختلفی از جمله فرایند ازدیاد برداشت نفت کاربرد فراوانی دارد. در این مقاله شبیه‌سازی غیرخطی ناپایداری انگشتی لزج دو سیال قابل امتزاج واکنش‌پذیر در یک محیط متخلخل همگن مورد بررسی قرار گرفته‌است. در این حالت، سیال تولیدی در مرز مشترک را می‌توان مشابه خط ساحلی در نظر گرفت، لذا تحلیل چندفرکتالی و تک‌فرکتالی بر روی این نوع ن...

متن کامل

شبیه‌سازی و بررسی ناپایداری غیر خطی انگشتی‌‌شدن لزج دو سیال قابل امتزاج در محیط متخلخل همگن

پدیده انگشتی‌شدن ناشی از ناپایداری سیال در محیط متخلخل، کاربردها و نمونه‌های مختلفی در صنایع، فرآیندها و مسائل طبیعی دارد. در سال‌های اخیر، مطالعات متعددی بر روی پایداری در محیط متخلخل توسط محققین صورت گرفته‌است. با توجه به اینکه پایداری جریان قابل امتزاج در محیط‌های متخلخل، یکی از مسائل کلاسیک به شمار می‌رود، در این مقاله با شبیه‌سازی غیر خطی ناپایداری انگشتی‌شدن لزج، در محیط همسان‌گرد، به برر...

متن کامل

اثر بربرین در تنظیم آستروسیتهای Gfap+ ناحیه هیپوکمپ موشهای صحرایی دیابتی شده با استرپتوزوتوسین

Background: Diabetes mellitus increases the risk of central nervous system (CNS) disorders such as stroke, seizures, dementia, and cognitive impairment. Berberine, a natural isoquinolne alkaloid, is reported to exhibit beneficial effect in various neurodegenerative and neuropsychiatric disorders. Moreover astrocytes are proving critical for normal CNS function, and alterations in their activity...

متن کامل

اثر بربرین در تنظیم آستروسیتهای Gfap+ ناحیه هیپوکمپ موشهای صحرایی دیابتی شده با استرپتوزوتوسین

Background: Diabetes mellitus increases the risk of central nervous system (CNS) disorders such as stroke, seizures, dementia, and cognitive impairment. Berberine, a natural isoquinolne alkaloid, is reported to exhibit beneficial effect in various neurodegenerative and neuropsychiatric disorders. Moreover astrocytes are proving critical for normal CNS function, and alterations in their activity...

متن کامل

تحلیل آنالیز پایداری جابجایی سیال ویسکوز قابل امتزاج در محیط متخلخل

بررسی و تحقیق در آنالیز پایداری جابجایی سیال قابل امتزاج در محیط متخلخل به دلیل کاربرد آن در بازیابی جریان‌های نفتی و اختلاط آب شیرین و شور در بررسی سفره‌های آب زیر زمینی یکی از مسائل کلاسیک به شمار می‌رود، در این مقاله علاوه بر ارایه یک حل تحلیلی بر اساس نتایج تَن و هومسی [3] برای آنالیز پایداری در زمان t=0 (پروفیل پله‌ای غلظت)، یک روش جدید عددی مبتنی بر روش وزن دادن به باقی‌مانده‌ها (رویه تلفی...

متن کامل

بررسی تحلیلی و عددی ناپایداری جریان سیال در محیط متخلخل همراه با ملاحظه ترم فرشهیمر

جریان توسعه یافته سیال در کانال پر شده از محیط متخلخل به عنوان یکی از مسائل کلاسیک در زمینه مکانیک سیالات شناخته می شود. مدل دارسی، برینکمن و برینکمن فورشهیمر از مدلهای شناخته شده توصیف چنین جریانی می باشد. معادله دارسی به عنوان پرکاربردترین معادله بر اساس تشریح نیروی اصطکاکی بین سیال و شبکه جامد متخلخل شکل گرفته است. در معادله برینکمن، ترم ویسکوزیته مشابه ترم لاپلاسین در معادله ناویر استوکس به...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مکانیک

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023