شبیه‌سازی غیرخطی ناپایداری انگشتی لزج سیال غیر‌نیوتنی در محیط متخلخل ناهمسانگرد

در این تحقیق، ناپایداری انگشتی لزج، در جابه‌جایی مخلوط پذیر سیال غیرنیوتنی در یک محیط متخلخل ناهمسان‌گرد مورد مطالعه قرار گرفته است. تاثیرات ناهمسان‌گردی‌های تانسورهای نفوذپذیری و پراکندگی و نیز تاثیر پارامترهای ریولوژیکی حاکم بر مدل کاریو- یاسودا و تفاوت آن با حالت نیوتنی، در حالت‌های متفاوتی از ناپایداری انگشتی مورد بررسی قرارگرفته‌اند. در شبیه‌سازی غیرخطی، با استفاده از روش طیفی و تبدیلات هارتلی به بررسی ویژگی‌های ناپایداری انگشتی در یک محیط متخلخل ناهمسان‌گرد پرداخته‌ شده است. در این پژوهش سه نوع جریان بررسی و مطالعه شده‌اند؛ در حالت نخست، هر دو سیال جابه‌جا‌کننده و جابه‌جا‌شده، نیوتنی هستند و در دو حالت بعدی یک از سیالات جابه‌جا‌کننده یا جابه‌جا‌شده نیوتنی و دیگری غیرنیوتنی است. همچنین پارامتر‌های مشخص‌کننده رشد و گسترش ناپایداری انگشتی شامل طول اختلاط، بازده جاروبی و کانتورهای غلظت در حالت‌های متنوعی از جابه‌جایی سیالات نیوتنی و غیرنیوتنی مورد ارزیابی و مقایسه قرارگرفته‌اند. در هر سه نوع جابه‌جایی، با افزایش نفوذپذیری در جهت جریان نسبت به جهت عمود بر جریان، از شدت رشد ناپایداری‌ها کاسته شده و جریان پایدارتری به‌دست می‌آید درحالی‌که با افزایش پراکندگی محیط متخلخل در جهت جریان نسبت به جهت عمود بر آن، جریان ناپایدارتر شده و ناپایداری‌ها با شدت بیشتری رشد می‌کنند. در جابه‌جایی سیال نیوتنی توسط سیال غیرنیوتنی، با افزایش شاخص توانی و نیز کاهش عدد دبورا، جریانی پایدارتر می شود، درحالی‌که در جابه‌جایی سیال غیرنیوتنی توسط سیال نیوتنی، عکس حالت پیش اتفاق می‌افتد.