Pore-scale numerical simulation of mud erosion in the subsea sand-mud alternate layer using lattice Boltzmann method

استخراج گاز متان از آب زیرزمینی هیدرات متان در مقیاس تجاری دشوار است. یک چالش عمده فرسایش گل در رابط های لایه های جایگزین شن و ماسه در زیر زمین است. بدون درک روشن از پارامترهای مختلف مرتبط با فرسایش گلدان، ممکن است در ایجاد رسوبات هیدرات متان، مانند گرفتگی مخزن به علت ذرات گل، ممکن است عوارض ایجاد کند. این مطالعه با هدف توسعه یک روش شبیه سازی عددی برای پیش بینی فرسایش خاک ناشی از جریان آب در حوزه محاسبات مقیاس قطر انجام شده است. تخت های ماسه ای میکروسکوپی به صورت عددی در محدوده محاسباتی تولید می شوند در حالیکه جریان آب از طریق منافذ دانه های شن و ماسه های مختلف شبیه سازی شده با استفاده از روش بولتزمن می باشد. گلدان به عنوان یک پیوستگی و فرسایش در سطح آن از طریق تنش برشی جریان آب با استفاده از تنش برشی بحرانی و ثابت نرخ فرسایش، که با استفاده از مقادیر فرسایش محاسبه شده با مقادیر آزمایشگاهی مقیاس محاسبه شد، محاسبه شد. با استفاده از این مدل عددی، شبیه سازی فرسایش خاک دراز مدت انجام شد. شبیه سازی نشان داد که زمانی که سرعت متوسط ​​آب در فضای خالی بزرگتر از مقدار بحرانی است و کوچکتر از ده برابر آن مقدار، مقدار فرسایش پس از حدود 10 روز تقریبا صفر است.