مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

خطای محلی‌سازی در روش حجم محدود چند مقیاسی برای جریان تراکم‌ ناپذیر در محیط‌های متخلخل

نویسنده
هیئت علمی-دانشگاه اصفهان
چکیده
در پژوهش حاضر، از روش حجم محدود چند مقیاسی برای حل معادله فشار حاکم بر جریان دو فازی تراکم‌ناپذیر آب-نفت در محیط‌های متخلخل به صورت دو بعدی استفاده شده است. روش حجم محدود چند مقیاسی پایه به همراه عامل اصلی تولید خطا در این روش به صورت ریاضی و فیزیکی تشریح شده است. با توجه به موقعیت مکانی شبکه‌های محاسباتی مورد استفاده در روش حجم محدود چند مقیاسی، یک سری میدان تراوایی مطلق دو مقیاسی همسانگرد طراحی شده‌اند. این میدان‌های تراوایی به گونه‌ای تولید شده‌اند که به نوعی عامل، میزان و محل‌های تولید خطا در میدان فشار روش چند مقیاسی را به تصویر بکشند. برای هر یک از این میدان‌های تراوایی مطلق، میدان فشار و سرعت حاصل از روش چند حجم محدود مقیاسی با نتایج روش حجم محدود استاندارد (به عنوان حل مبنا) مقایسه شده‌اند. نتایج عددی چنین نشان می‌دهند که روش حجم محدود چند مقیاسی با شرط مرزی متغیر نسبت به قرار گرفتن گوشه‌ها و مرزهای بلوک‌های دوگانه بر روی سلول‌های شبکه ریز با مقدار تراوایی کم حساسیت زیادی دارد. بیشترین خطا در میدان فشار و سرعت زمانی مشاهده می‌شود که گوشه‌های بلوک‌های دوگانه در مجاورت یا بر روی سلول‌های ریز با تراوایی بسیار کم قرار داشته باشند. علاوه بر این، با معرفی شرط مرزی تعدیل شده، تاثیر متوسط‌گیری مقادیر تراوایی مطلق بر روی مرزها و گوشه‌های بلوک‌های دوگانه بر روی میزان خطای روش حجم محدود چند مقیاسی نیز بررسی شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

The Localization Error in the Multi-scale Finite Volume Method for Incompressible flow in Porous media

نویسنده English

Mehdi Mosharaf Dehkordi
Faculty member
چکیده English

In the present study, the pressure equation associated with two-phase, incompressible and immiscible flow in porous media is solved by the multi-scale finite volume method (MsFV) for 2D problems. The MsFV method along with its main source of errors is mathematically and physically described. Associated with the computational grids used in the MsFV method, a set of two-scale isotropic permeability domains is designed. These permeability domains are produced to show how and where the errors are initiated in the pressure domain of the MsFV method. For each permeability domain, the pressure and velocity solutions obtained by the multi-scale method are compared with those of the standard finite volume method (as the reference solutions). The numerical results indicate that the MsFV method is sensitive to the fine cells with low permeability data located at the faces and corners of the dual grid blocks. The most errors is observed when the corners of the dual blocks are located on fine cells with low permeability value. In addition. By introducing the adjusted boundary condition, the effects of the permeability averaging for the edges and corners of the dual blocks on the MsFV errors are also investigated.

کلیدواژه‌ها English

Porous Media
Multi-scale Finite Volume (MsFV) method
localization
Coarse grid
Dual grid