بررسی عددی رفتار جریان قطره چسبیده به سطح جامد با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار

مسئله رفتار جریان قطره چسبیده به سطح جامد درون محیط متخلخل از مسائل بنیادی در حوزه علوم مهندسی نفت جهت تعیین عملکرد و مقادیر وابسته به نیروهای کشش سطحی، ترشوندگی و سوئینگی محسوب می شود. از طرف دیگر مدلسازی مسئله در عصر حاضر جهت درک فیزیک جریانی حاکم و نیز مشخصه سازی رفتار جریانی به منظور درک کامل همراه با جزئیات بسیار هائز اهمیت می باشد. استفاده از روش های مدلسازی عددی اساس ذره مانند روش هیدرودینامیک ذرات هموار در سال های اخیر جهت مدلسازی مسائل جریان سیالات درون محیط متخلخل و بررسی مسائل مرتبط مورد توجه ویژه قرار گرفته است. این مقاله با هدف بررسی پتانسیل روش هیدرودینامیک ذرات هموار در مدلسازی عددی جریان قطره چسبیده به سطح جامد درون محیط متخلخل ارائه می گردد. بدین منظور ابتدا روش هیدرودینامیک ذرات هموار متناسب با مسئله مدلسازی از میان فرمولاسیون های متعدد استخراج و در قالب کد برنامه توسعه داده می شود. سپس، مدلسازی مسائل جریان قطره چسبیده به سطح جامد درون محیط متخلخل در حالات مختلف قطره تر کننده، غیر ترکننده و ترکنندگی خنثی با ملاحظات مربوطه نشان داده می شود. نتایج حاکی از ظرفیت بالای روش هیدرودینامیک ذرات هموار در مدلسازی رفتار جریان قطره چسبیده به سطح جامد درون محیط متخلخل است. به طوریکه می توان گفت با استفاده از شبیه سازی هایی از هر سه حالت مختلف قطره ترکننده، غیر ترکننده و ترکنندگی خنثی می توان به مدلسازی و بررسی موردی و تجزیه و تحلیل پدیدیه های فیزیکی حاکم در مسائل مرتبط با نیروهای ترشوندگی در جریان سیالات مخزنی درون محیط متخلخل و نیز حتی مسائل ازدیاد برداشت نفت مرتبط با ترشوندگی با زوایای تماس دینامیکی پیش رونده و پس رونده گوناگون پرداخت و حتی مقادیر و روند تغییرات برخی متغیرهای اساسی مانند دانسیته و فشار را بدست آورد. همچنین مدلسازی جریان قطره غیرترکننده نشان داد که روش هیدرودینامیک ذرات همواره دارای پتانسیل مدلسازی سیستم هایی با ترشوندگی مخلوط که قطره آب از سطح ترکننده وارد سطح غیرترکننده شده و سبب می شود تا قطره از سطح جدا شود و یا در مدلسازی و مطالعه روش نوین ازدیاد برداشت نفت با عنوان جایگزینی ترشوندگی استفاده نمود.

کلیدواژه ها:

مدلسازی عددی ، هیدرودینامیک ذرات هموار ، مسئله قطره ، ترشوندگی ، زاویه تماس