مدلسازی دوفازی نفوذ و پیمایش سیال در مسیرهای مشخص داخل محیط متخلخل لایه‌ای به کمک روش شبکه بولتزمن

در این مقاله، پدیده نفوذ فیلم مایع و همچنین قطره داخل محیط متخلخل لایه ای به کمک مدل شان و چن دو فازی و روش شبکه بولتزمن مطالعه شده است. محیط متخلخل لایه ای از توزیع تصادفی موانع جامد ایجاد شده است به طوریکه نسبت تخلخل در هر لایه و در کل ناحیه متخلخل، دارای مقدار ثابتی می باشد و به یکنواخت تر شدن توزیع موانع کمک می کند. در این مطالعه، الگوی نفوذ سیال داخل محیط متخلخل، هم بصورت فیلم مایع و هم به شکل قطره مورد بررسی قرار گرفته و دو رژیم نفوذ ویسکوز فینگرینگ و کاپیلاری فینگرینگ مشاهده و بررسی شده است. تاثیر نسبت تخلخل و ویژگی آبدوست یا آبگریز بودن سطح بر روی آهنگ نفوذ نیز بررسی گردیده است؛ درکل افزایش میزان تخلخل و آبگریز نمودن سطوح موجب افزایش آهنگ پخش می گردد. با توجه به لایه ای بودن محیط متخلخل، اثر استفاده از لایه ها با نسبت تخلخل های مختلف و دارای یک نسبت تخلخل معین در مجموع لایه ها، بر روی بهبود آهنگ نفوذ سیال در محیط متخلخل مورد بحث قرار گرفته است. همچنین به چگونگی تغییر الگوی نفوذ از رژیم ویسکوز فینگرینگ و نزدیک شدن به رژیم کاپیلاری فینگرینگ به کمک آبدوست نمودن سطوح پرداخته شده است. از ویژگی های منحصربفرد تحقیق حاضر، ارائه راهکاری برای تغییر مسیر نفوذ فیلم مایع و عبور آن از مسیر مشخص، داخل محیط متخلخل لایه ای می باشد.