کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6929124 1449356 2018 38 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A numerical model of two-phase flow at the micro-scale using the volume-of-fluid method
ترجمه فارسی عنوان
یک مدل عددی جریان دو فاز در مقیاس میکرو با استفاده از روش حجم مایع
کلمات کلیدی
جریان دو مرحله ای، مدل سازی در مقیاس کوچک، روش حجم مایع، جریانهای نادرست،
ترجمه چکیده
این مطالعه یک طرح عددی ساده و قوی برای مدل سازی جریان دو فاز در رسانه های متخلخل ارائه می دهد که در آن نیروهای مویرگی بر اثرات چسبندگی غالب می شوند. روش جابجایی مایع برای جذب رابط مایع مایع استفاده می شود که پویایی آن به وضوح براساس تقارن حجم محدود معادلات ناویه-استوکس توصیف شده است. نیروهای اینترفیس به طور مستقیم بر روی عناصر رابط بازسازی شده محاسبه می شوند تا منحنی کل حفظ شود. نیروهای محاسباتی محاسباتی به صراحت به معادلات ناجی-استوکس با استفاده از فرمول تیز اضافه می شوند که به طور موثر جریان های جعلی را حذف می کند. ثبات و دقت طرح اجرا شده در چند مورد آزمون دو و سه بعدی معتبر است که نشان دهنده توانایی روش برای مدل سازی جریان های دو فاز در مقیاس میکرو است. به طور خاص، ما نشان می دهیم که جریان جاری دو جریان دو سیال چگال باعث ایجاد هدایت جریان بسیار زیاد برای فاز مرطوب در گوشه های فضای خالی می شود، در مقایسه با مواردی که فاز غیر غوطه ور شدن یک گاز غیرمستقیم است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
چکیده انگلیسی
This study presents a simple and robust numerical scheme to model two-phase flow in porous media where capillary forces dominate over viscous effects. The volume-of-fluid method is employed to capture the fluid-fluid interface whose dynamics is explicitly described based on a finite volume discretization of the Navier-Stokes equations. Interfacial forces are calculated directly on reconstructed interface elements such that the total curvature is preserved. The computed interfacial forces are explicitly added to the Navier-Stokes equations using a sharp formulation which effectively eliminates spurious currents. The stability and accuracy of the implemented scheme is validated on several two- and three-dimensional test cases, which indicate the capability of the method to model two-phase flow processes at the micro-scale. In particular we show how the co-current flow of two viscous fluids leads to greatly enhanced flow conductance for the wetting phase in corners of the pore space, compared to a case where the non-wetting phase is an inviscid gas.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 357, 15 March 2018, Pages 159-182
نویسندگان
, , , ,