بررسی عددی اثر خواص ویسکوالاستیک سیال فوق همرفتی ماکسول بر ناپایداری سافمن-تیلور امتزاج ناپذیر

در این مقاله، ناپایداری سافمن-تیلور درجا به جایی مخلوط نشدنی ویسکوالاستیک-نیوتنی در یک سلول هل-شاو، برای اولین بار به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در شبیه سازی عددی از روش حجم سیال (VOF) برای پیش بینی تغییر شکل دو فاز استفاده شده است. سیال ویسکولاستیک با ویسکوزیته ی کمتر به عنوان فاز جا به جا کننده و سیال نیوتنی با ویسکوزیته ی بیش تر به عنوان فاز جا به جا شونده در نظر گرفته شده و معادله ساختاری فوق همرفتی ماکسول برای شبیه سازی سیال ویسکوالاستیک به کار رفته است. در این تحقیق اثر پارامتر های بی بعد شامل، نسبت تحرک، عدد الاستیسیته و عدد مویینگی در ناپایداری سافمن-تیلور مطالعه شده و در این راستا از کانتور-های فاز و نمودار بازده جاروبی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد، افزایش عدد مویینگی و عدد الاستیسیته و همچنین کاهش نسبت تحرک باعث پایدار تر شدن جریان می شود. همچنین می توان یافت، تغییرات پارامتر های مورد نظر اثری چشم گیر روی کانتور های فاز و مکانیزم های موجود در پدیده ی انگشتی لزج دارد. نتایج این تحقیق می-تواند در فرایند ازدیاد برداشت نفت، برای استفاده در روش های تزریق مایعات پلیمری بسیار موثر باشد. به عنوان یک نتیجه اصلی در این پژوهش مشاهده می شود، خاصیت الاستیک در سیال ویسکوالاستیک جا به جا کننده، در حضور نیرو های مویینگی اثری پایدار کننده روی جریان ناپایداری سافمن-تیلور دارد.

کلیدواژه ها:

Saffman-Taylor instability ، Immiscible displacement ، Viscous fingering ، Viscoelastic fluid ، Upper convected Maxwell model ، ناپایداری سافمن-تیلور ، جا به جایی مخلوط نشدنی ، سیال ویسکو الاستیک ، انگشتی لزج ، مدل فوق همرفتی ماکسول