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Modeling capillarity and two-phase flow in granular media: from pore-scale to network-scale
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Montellà, Eduard Puig |
| Copyright Year | 2019 |
| Abstract | Les simulations numeriques a l'echelle du pore sont frequemment utilisees pour etudier le comportement des ecoulements multiphasiques largement rencontrees dans phenomenes naturels et applications industrielles. Dans ce travail, la morphologie de structures liquides et l'action capillaire sont examinees a l'echelle des pores par la methode de Boltzmann sur reseau (LBM) a plusieurs composants selon le modele de Shan-Chen. Les resultats numeriques obtenus sont en bon accord avec les solutions theoriques. Les simulations numeriques sont etendues a microstructures complexes au-dela du regime pendulaire.La LBM a ete utilisee pour modeliser l'ecoulement multiphasique a travers un milieu poreux idealise dans des conditions de drainage primaire quasi-statique. Les simulations LBM ont fourni une excellente description du deplacement de l'interface fluide-fluide a travers les grains. Pendant le drainage, les simulations LBM sont capables de reproduire la deconnexion d'une phase dans le milieu granulaire sous la forme de ponts pendulaires ou structures liquides complexes. Malheureusement, le temps de calcul necessaire pour ce type de simulations est assez eleve. Afin d’optimiser les ressources de calcul, nous presentons un modele 2D (modele Throat-Network) base sur des solutions analytiques pour decrire l'ecoulement biphasique a travers un ensemble de disques dans un temps de calcul tres reduit, donc le modele 2D est susceptible de remplacer les simulations LBM lorsque les ressources de calcul sont limitees. L'approche souligne l'importance de simuler le probleme a l'echelle de la gorge du pore pour obtenir les relations volume - pression capillaire locales. Le modele Throat-Network est un point de depart pour le modele hybride propose pour resoudre les problemes en 3D. Le modele hybride combine l’efficacite de l’approche reseau de pores et la precision du LBM a l’echelle des pores. Le modele hybride est base sur la decomposition de l’echantillon en petits sous-domaines, dans lesquels des simulations LBM sont effectuees pour determiner les proprietes hydrostatiques principales (pression capillaire d'entree, courbe de drainage primaire et morphologie du liquide pour chaque gorge du pore). Malgre la reduction significative des temps de calcul obtenus avec le modele hybride, le temps n’est pas negligeable et les modelisations numeriques d'echantillons de grandes tailles ne sont pas realistes. Les approximations donnees par les methodes Incircle et MS-P, qui predisent les proprietes hydrostatiques, sont comparees a celles de LBM et du modele hybride. |
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| Page Count | 1 |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/171402/TEPM1de1.pdf;jsessionid=030A7B74840C1BA83451854ECE1CF88E?sequence=1 |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |