Control of dual displacement fronts by non-Newtonian reactive flow for improved sweep efficiency

通过非牛顿反应流控制双位移前沿以提高波及效率

基本信息

批准号：
22KF0132
负责人：
長津雄一郎
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0132/
关键词：
Viscous fingering

项目摘要

本年度の数値計算では以下の結果を得た。2流体および3流体系のデュアルディスプレイスメントフロントにおけるViscous fingering (VF)相互作用の安定性ダイナミクスを、粘性構成を変化させた数値シミュレーションによって初めて探求した。界面開始時間、指の速度、および有限スライスのブレークスルー時間を用いて、我々は初めて、有限スライスとバルク流体の様々な粘性構成による二重置換フロントにおけるVF相互作用の安定性ダイナミクスをモデル化しマップ化した。この新しいコンセプトから生まれたモデルとマップは、今後さらに発展させ、様々な構成のデュアルディスプレイスメントフロントの安定性ダイナミクスを探求し、デュアルディスプレイスメントフロントを活用する様々なアプリケーションに戦略的な利益をもたらすことができると考えている。したがって、本研究は、このようなVF相互作用からの安定性ダイナミクスモデルとマップの最初の探求と発見となるものである。本年度の置換（掃攻）実験では、置換液は油を用いた。第1の置換液は、ポリアクリル酸（PAA）水溶液である。反応性の場合、第二の置換液は水酸化ナトリウム（NaOH）水溶液である。この場合、PAA溶液とNaOH溶液の混和界面付近で粘度が上昇する。非反応型では，第2置換液は水であり，置換液と第1置換液は反応系と同じである。非反応性系と反応性系における置換の結果を、第2置換溶液の最も長い指がオイルとPAAの界面に到達した時間tbにおける置換パターンで比較する。tbが長いということは、第2置換溶液が第1置換溶液PAAをより効率的に置換していることを意味する。この時間tbは，反応系では非反応系に比べて約20％長くなった。これは、第二の置換液がポリマー溶液を置換することができる期間が20％増加することを意味する。

今年的数值计算得出了以下结果：首次通过具有不同粘性配置的数值模拟，首次探索了两种流体系统的双位移前部中粘性指法（VF）相互作用的稳定动力学。使用界面发作时间，手指速度和有限的切片突破性时间，我们首先在双排化前线中建模并映射了VF相互作用的稳定性动力学，并具有有限切片和散装流体的各种粘性配置。将来可以进一步开发从这个新概念出生的模型和地图，探索各种配置中双位移前线的稳定性动力学，并为利用双位移前线的各种应用提供战略好处。因此，这项研究是从这种VF相互作用中的稳定动力学模型和地图的首次探索和发现。在今年的替代（清扫）实验中，油被用作替代液体。第一个取代溶液是水性聚丙烯酸（PAA）。在反应性的情况下，第二个取代溶液是氢氧化钠水溶液（NaOH）。在这种情况下，粘度在PAA溶液和NaOH溶液之间的混合界面附近增加。在非反应类型中，第二个取代液是水，替代液体和第一个替代液体与反应系统相同。当第二次取代溶液的最长手指到达油和PAA的界面时，将非反应性和反应性系统中的取代结果与替代模式进行了比较。长TB意味着第二个替代解决方案更有效地取代了第一个替代解决方案。在反应系统中，TB比非反应系统长约20％。这意味着第二个取代溶液可以替代聚合物溶液的时间持续时间增加了20％。

项目成果

期刊论文数量（1）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Dual displacement fronts of fluid displacement in porous media: a numerical simulation on double viscous fingerings

多孔介质中流体驱替的双驱替前沿：双粘性指法的数值模拟

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Christoph Schimkowsky;外川昌彦;外川昌彦;外川昌彦;外川昌彦;外川昌彦;外川昌彦;Paride STORTINI;外川昌彦;Paride STORTINI;外川昌彦;Paride STORTINI;Anindityo Patmonoaji and Yuichiro Nagatsu
通讯作者：
Anindityo Patmonoaji and Yuichiro Nagatsu