شبیه سازی غیرخطی ناپایداری انگشتی لزج حرارتی در محیط متخلخل ناهمسانگرد

در این مقاله، ناپایداری انگشتی لزج حرارتی، در جا‌بجایی مخلوط شدنی در یک محیط متخلخل با نفوذپذیری ناهمسانگرد موردمطالعه قرار گرفته است. ویسکوزیته تابعی از دما و غلظت تعریف شده است. تاثیرات ناهمسانگردی تانسور نفوذپذیری و نیز تاثیر عدد لوئیس و ضریب تاخیر حرارتی که به دلیل انتقال حرارت سیالات با محیط جامد به وجود می‌آید مورد بررسی قرار گرفته است. رشد و شکل‌گیری این انگشتی‌ها نقشی بسیار مهم در فرآیند جابجایی سیالات، به خصوص انتقال نفت از مخازن کشف شده دارد. این شبیه سازی غیرخطی، با استفاده از روش طیفی و تبدیلات هارتلی به بررسی ناپایداری انگشتی لزج حرارتی در یک محیط متخلخل با نفوذپذیری ناهمسانگرد پرداخته شده است. نتایج ارائه‌شده شامل کانتور‌های غلظت و دما، منحنی‌های مقادیر میانگین غلظت و دما، بازده جاروبی و طول اختلاط است. نتایج نشان می‌دهد با افزایش نفوذپذیری در جهت جریان به نفوذپذیری در جهت عمود بر جریان انگشتی‌ها دیر‌تر به انتهای جبهه می‌رسند، ناپایداری کاهش پیدا می‌کند و جریان پایدارتری به دست میآید. همچنین با افزایش عدد لوئیس جبهه حرارتی بدون انگشتی ظاهر می‌شود، بالا رفتن عدد لوئیس به پایداری جریان نیز کمک می‌کند. کاهش ضریب تاخیر حرارتی علاوه بر اینکه باعث عقب‌افتادگی جبهه حرارتی در پشت جبهه سیالاتی می‌گردد، باعث پایدارتر شدن جریان نیز می‌شود.

Nonlinear simulation of thermo-viscous fingering instability in anisotropic porous media

In this paper, thermalviscous fingering instability of miscible flow displacements in anisotropic porous media is studied .for the first time An exponential dependence of viscosity on temperature and concentration is represented by two parameters beta;_T and beta;_C, respectively. The effect of anisotropic properties of permeability tensor, Lewis number and thermal lag coefficient are investigated. Creation and propagation of these fingers are playing an important role in displacement of fluids and especially on oil transformation from discovered oil reservoirs in enhanced oil recovery process. In nonlinear simulation, a spectral method based on the Hartley transforms are used to model the thermalviscous fingering instability in anisotropic porous media. The results include concentration and temperature contours, sweep efficiency, and mixing length. The results indicated that by increasing the anisotropic permeability ratio, the fingers arrive later to the end of the front, instability decrease and more stable flow is obtained. Also, by increasing the Lewis number, thermal front appears without any fingers. Decreasing the thermal lag coefficient causes to the thermal front stays behind the flow front and increasing the stability of the flow field.