Дата публикации: 2022

Дата публикации в реестре: 2023-12-05T17:01:44Z

Аннотация:

Один из способов моделирования пористых сред – использование периодических структур. Преимуществом такого подхода является необходимость описания течения жидкости в объеме одной поры (ячейки). В работе рассмотрены течения вязкой жидкости в периодических канальных моделях пористых сред, образованных структурами трех типов: кубической простой (КП), кубической объемноцентрированной (КОЦ) и кубической гранецентрированной (КГЦ). Указанные структуры позволяют моделировать пористые среды в широком диапазоне значений пористости (1 ÷ 48%). В выбранных структурах выделены три особых направления течения: вдоль ребра куба, вдоль диагонали квадрата (основания куба), вдоль диагонали куба. Для выбранных направлений разработана методика построения порового пространства в масштабе одной ячейки. Прямое гидродинамическое моделирование было проведено путем численного решения уравнений Навье-Стокса. Течение жидкости рассчитано во всем диапазоне безразмерного модельного параметра α – степени пересечения сфер, – который характеризует микронеоднородности пористой среды и позволяет легко воспроизводить геометрию порового пространства. По результатам расчетов на основе уравнения Дарси определены коэффициенты проницаемости для трех основных направлений течения и проведен анализ анизотропии проницаемости в выбранных структурах. В простой кубической структуре наибольшая проницаемость достигается во 2-м направлении (вдоль диагонали основания куба), наименьшая – вдоль основного направления (вдоль ребра куба). В кубической объемноцентрированной структуре наибольшая проницаемость достигается в 3-м направлении (вдоль диагонали куба), наименьшая – вдоль 2-го направления (вдоль диагонали основания куба). В кубической гранецентрированной структуре наибольшая проницаемость достигается во 2-м направлении (вдоль диагонали основания куба), наименьшая – вдоль 3-го направления (вдоль диагонали куба).

Работа выполнена в рамках государственного задания (№ госрегистрации 121030500156-6).

Тип: Article

Права: open access