مدل سازی جریان سیالات غیرنیوتنی مدل متقاطع درمحیط متخلخل

سیالاتی که رئولوژی های غیرنیوتنی را نشان می دهند در طیف وسیعی از کاربردها از جمله شکستگی هیدرولیکی،بهبود یافته نفت، اصلاح و فرآیندهای صنعتی استفاده می شوند. شکستگی هیدرولیکی به طور خاص مورد توجهدانشمندان محیط زیست، سیاست گذاران و عموم مردم قرار گرفته است تا حدی به دلیل نگرانی در مورد احتمالآلودگی منابع آب زیرزمینی توسط سیالات پیچیده و بالقوه مضر مورد استفاده در این فرآیند است. ماهیت غیر نیوتنیبسیاری از سیالات شکست هیدرولیکی پیش بینی حرکت آنها را پیچیده می کند و استفاده از اکثر مدل های جریان وحمل و نقل سنتی را منع می کند. برای بهبود درک جریان چنین سیالاتی در محیط متخلخل، مجموعه ای ازآزمایش های ستونی انجام شد و یک مدل شبکه بولتزمن در مقیاس منفذی LBM توسعه، تایید و برای شبیه سازیسیستم های مشابه استفاده شد. آزمایش های جریان با محلول های صمغ گوار با غلظت های مختلف و سه سیستم محیطمتخلخل انجام شد. LBM برای سیستم های محیط متخلخل سه بعدی و گذرا توسعه داده شد و شامل ویسکوزیتهدینامیکی وابسته به نرخ برش بر اساس مدل رئولوژیکی متقاطع بود. LBM با استفاده از یک راه حل نیمه تحلیلی برایجریان سیال مدل متقاطع، شبیه سازی های OpenFOAM و مقایسه های وضوح شبکه بین دو رویکرد راه حل مختلفتایید شد. شبیه سازی ها بر روی سیستم های محیط متخلخل مصنوعی تولید شده با الگوریتم بسته بندی کروی برایتقریب خواص سیستم های آزمایشی انجام شد. شبیه سازی ها با نتایج تجربی تطابق خوبی داشتند، به ویژه برای تقریب خواص سیستم های آزمایشی انجام شد. شبیه سازی ها با نتایج تجربی تطابق خوبی داشتند، به ویژه برایسیستم هایی که بیشترین ویژگی غیرنیوتنی را نشان می دادند. رویکرد مدل سازی توسعه یافته در این کار ابزار ارزشمندیبرای بررسی روابط بین جریان سیال در مقیاس منفذی و متغیرهای مقیاس کلان مورد علاقه برای شبیه سازی حرکتسیالات غیر نیوتنی در مقیاس های بزرگتر فراهم می کند.