Efectos inerciales en la dinámica del enjuague viscoso inmiscible en medios porosos homogéneos
Autores: Rabbani, Shahid; Abderrahmane, Hamid; Sassi, Mohamed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Efectos inerciales en la dinámica del enjuague viscoso inmiscible en medios porosos homogéneos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio comparativo
Fenómeno de digitación
Medios porosos
Método de Elementos Finitos
Inestabilidad interfacial
Aceleración convectiva
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Presentamos un estudio comparativo de la dinámica de inicio y propagación del fenómeno de la formación de dedos en medios porosos uniformes con una configuración radial. Con la ayuda de simulaciones 2D basadas en el Método de Elementos Finitos (FEM) y técnicas de procesamiento de imágenes, investigamos la morfología de los dedos, la tasa de crecimiento, la longitud interfacial, la longitud de los dedos y el número de dedos que se ven afectados debido a las fuerzas inerciales y la aceleración convectiva en un flujo de medios porosos de dos fases. Consideramos una ley de Darcy modificada con fuerza inercial acoplada con aceleración convectiva e investigamos su impacto en la inestabilidad interfacial con diferentes combinaciones de velocidad-viscosidad. Curiosamente, las consecuencias de las correcciones inerciales se vuelven significativas con cambios en la viscosidad a altos números de Reynolds. Debido a la naturaleza de bifurcación intrínseca de las fuerzas inerciales en la geometría de flujo radial, la morfología de los dedos cambia principalmente a altas relaciones de viscosidad. Encontramos que los efectos de la inercia y la aceleración convectiva son notablemente significativos a números de Reynolds relativamente altos, mientras que la longitud interfacial y el número de dedos, que son parámetros importantes para la Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR), se ven más afectados por la negligencia de estas fuerzas. Además, a altos números de Reynolds, la tasa de crecimiento de las inestabilidades de formación de dedos y el número fractal tienden a desviarse de lo que se espera para la ley de Darcy.
Descripción
Presentamos un estudio comparativo de la dinámica de inicio y propagación del fenómeno de la formación de dedos en medios porosos uniformes con una configuración radial. Con la ayuda de simulaciones 2D basadas en el Método de Elementos Finitos (FEM) y técnicas de procesamiento de imágenes, investigamos la morfología de los dedos, la tasa de crecimiento, la longitud interfacial, la longitud de los dedos y el número de dedos que se ven afectados debido a las fuerzas inerciales y la aceleración convectiva en un flujo de medios porosos de dos fases. Consideramos una ley de Darcy modificada con fuerza inercial acoplada con aceleración convectiva e investigamos su impacto en la inestabilidad interfacial con diferentes combinaciones de velocidad-viscosidad. Curiosamente, las consecuencias de las correcciones inerciales se vuelven significativas con cambios en la viscosidad a altos números de Reynolds. Debido a la naturaleza de bifurcación intrínseca de las fuerzas inerciales en la geometría de flujo radial, la morfología de los dedos cambia principalmente a altas relaciones de viscosidad. Encontramos que los efectos de la inercia y la aceleración convectiva son notablemente significativos a números de Reynolds relativamente altos, mientras que la longitud interfacial y el número de dedos, que son parámetros importantes para la Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR), se ven más afectados por la negligencia de estas fuerzas. Además, a altos números de Reynolds, la tasa de crecimiento de las inestabilidades de formación de dedos y el número fractal tienden a desviarse de lo que se espera para la ley de Darcy.