Ключевые слова
пористая среда
неустойчивость межфазной границы
капиллярные эффекты
Как цитировать
Аннотация
в работе рассматривается многофазное просачивание жидкости сквозь пористую среду. Обсуждаются вопросы неустойчивости границы раздела жидкостей. Предлагается математическая модель для описания процесса многократной пропитки пористой среды в условиях переменной гравитации. Модель учитывает гистерезис, используются различные модели капиллярного давления при пропитке и дренаже. Также в работе рассматривается метод моделирования неустойчивости путем
преобразования определяющих уравнений. Метод позволяет моделировать дополнительное размытие фронта пропитки. Рассматриваются результаты моделирования, основанного на данном методе, для капиллярной пропитки пористой среды в условиях микрогравитации, а также для случая, когда между фильтрующимися флюидами происходят химические взаимодействия.
Литература
Saffman P. G., Taylor G. J. The Penetration of a Fluid into a Porous Medium of Hele-Shaw Cell Containing a More Viscous Fluid. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 1958;245(1242):312–329.
Logvinov O. A., Skryleva E. I. Displacement of a Viscous Fluid from a Hele-Shaw Cell with a Sink. Moscow Univ. Mech. Bull. 2016;71(4):77–81. DOI: https://doi.org/10.3103/S0027133016040014.
Aldushin A. P., Matkowsky B. J. Instabilities, Fingering and the Saffman-Taylor Problem in Filtration Combustion. Combust. Sci. and Tech. 1998;133:293–341.
Vedernikov A., Scheid B., Istasse E., Legros J. C. Viscous Fingering in Miscible Liquids under Microgravity Conditions. Physics of Fluids. 2001;13(9):S12.
Smirnov N. N., Nikitin V. F., Ivashnyov O. E., Maximenko A., Thiercelin M., Vedernikov A., Scheid B., Legros J. C. Microgravity Investigations of Instability and Mixing Flux in Frontal Displacement of Fluids. Microgravity Science and Technology. 2004;15(2):35–51.
Istasse E. Determination of Capillary Characteristics in Porous Media. Brussels; 2001.
Smirnov N. N., Nikitin V. F., Skryleva E. I. Microgravity Investigation of Seepage Flows in Porous Media. Microgravity Science and Technology. 2019;31:629–639. DOI: https://doi.org/10.1007/s12217-019-09733-7.
Smirnova M. N., Nikitin V. F., Skryleva E. I., Weisman Yu. G. Capillary Driven Fluid Flows in Microgravity. Acta Astronautica. 2023;204:892-899. DOI: 10.1016/j.actaastro.2022.10.037.
Canfield P. J., Bronowicki P. M., Chen Y., Kiewidt L., Grah A., Klatte J., Jenson R., Blackmore W., Weislogel M. M., Dreyer M. E. The Capillary Channel Flow Experiments on the International Space Station: Experiment Set-Up and First Results. Exp. Fluid. 2013;54(5).
Bronowicki P., Canfield P., Grah A., Dreyer M. E. Free Surfaces in Open Capillary Channels — Parallel Plates. Phys. Fluids. 2015;27(1):012106.
Bisht K. S., Dreyer M. E. Phase Separation in Porous Media Integrated Capillary Channels. Microgravity Science and Technology. 2020;32:1001–1018.
Mahmood Mousavi S., Bok Jik Lee. Investigation of Bubble Structure in a Microchannel under Microgravity Conditions: Effects of Discontinuous Wettability with Dynamic Contact Angle. Acta Astronaut. 2022;201:394–400.
Li X., Worrall K., Vedanthu A., Scott-George A., Harkness P. The Pulse-Elevator: a Pump for Granular Materials. Acta Astronaut. 2022;200:33–41.
Smirnov N. N., Pushkin V. N., Dushin V. R., Kulchitsky A. V. Microgravity Investigation of Laminar Flame Propagation in Monodisperse Gas-Droplet Mixtures. Acta Astronautica. 2007;61(7–8):626-636.
Obinna Uyanna, Hamidreza Najafi. Thermal Protection Systems for Space Vehicles: a Review on Technology Development, Current Challenges and Future Prospects. Acta Astronaut. 2020;176.
Mourik S. van, Veldman A. E. P., Dreyer M. E. Simulation of Capillary Flow with a Dynamic Contact Angle. Microgravity Science and Technology. 2005;17(3):87–93.
The NEAR Rendezvous burn anomaly of December 1998. Johns Hopkins University, Applied Physics Laboratory; 1999.
Skryleva E. I. Numerical Simulation of Multiphase Flow in a Porous Medium in the Presence of Heat and Mass Transfer between Phases. Heat Transfer Research. 2022. DOI: 10.1615/HeatTransRes.2022044787.
Dushin V. R., Nikitin V. F., Smirnov N. N., Skryleva E. I., Tyurenkova V. V. Microgravity Investigation of Capillary Driven Imbibition. Microgravity Science and Technology. 2018;30(4):393–398. DOI: 10.1007/s12217-018-9623-8.
Kravchenko M. N., Dieva N. N., Lishchuk A. N., Muradov A. V., Vershinin V. E. Hydrodynamic Modeling of Thermochemical Treatment of Low Permeable Kerogen-Containing Reservoirs. Georesources. 2018;20(3),Part 1:178–185. (In Russ.)
Abdul Mujeebu M., Zulkifly Abdullah M., Mohamad A. A., Abu Bakar M. Z. Trends in Modeling of Porous Media Combustion. Progress in Energy and Combustion Science. 2010;36:627–650.