مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

ارائه یک روش گالرکین ناپیوسته برای جریان های دوفازی در محیط متخلخل به وسیله محدود کننده شیب MLP اصلاح شده

نویسندگان
1 هیئت علمی دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء
2 استاد گروه عمران - رئیس دانشکده مهندسی عمران دانشگاه شهید چمران اهواز
چکیده
در این تحقیق حل عددی جریان های دوفازی تراکم ناپذیر در محیط های متخلخل با استفاده از روش های مرتبه بالای پنالتی داخلی گالرکین ناپیوسته مورد توجه قرار گرفته است. در فرمولاسیون به کار رفته فشار و درجه اشباع فاز ترکننده (Pw,Sw) یه عنوان مجهولات اصلی، به همراه شرط مرزی ترکیبی (رابین) در نظر گرفته شده است. هدف از این مدل تعیین دقیق تر محل گرادیان های شدید ناشی از محل تماس دو فاز در محیط متخلخل ناهمگن می باشد. در مدل ارائه شده، میدان سرعت با استفاده از پس فرآیند نگاشت H(div) در فضای راویارت-توماس مرتبه پایین (RT0) بازسازی می گردد. در این تحقیق با استفاده از مقیاس نمودن ترم های پنالتی و همچنین فرمولاسیون وزنی عملگر متوسط، بهبود قابل توجهی در فرمولاسیون گسسته سازی مکانی معادله های حاکم ایجاد شده است که موجب کاهش ناپایداری ها در محیط های ناهمگن می گردد. برای جلوگیری از نوسان های غیرفیزیکی در مقادیر درجه اشباع در پایان هر گام زمانی از محدود کننده شیب غیر نوسانیMLP اصلاح شده استفاده می گردد. این محدودکننده شیب بدلیل عملکرد مطلوب و سازگار با مدل، بعنوان یکی از نوآوری های اصلی این تحقیق تلقی می گردد. صحت سنجی مدل با استفاده از مسائل شناخته شده باکلی- لورت و مک ورتر انجام گرفته است. همچنین به منظور بیان توانایی مدل در تسخیر شوک های ناگهانی محل تماس فاز های سیال دو مسئله عددی در زمینه های مدلسازی بازیافت ثانویه در مخازن نفتی و ردیابی آلاینده های امتزاج ناپذیر در آبخوان ها ارائه گردیده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A discontinuous Galerkin method for two-phase flow in porous media using modified MLP slope limiter

نویسندگان English

Mehdi Jamei 1
Hamid Reza Ghafouri 2
1 Professor (Assistant) at Behbahan Khatam Alanbia University of Technology
2 Professor of Civil Engineering, Dean of Engineering Faculty Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran
چکیده English

In this article, a numerical solution of incompressible two-phase flow in isothermal condition, based on wetting pressure-wetting saturation formulation (Pw,Sw) using high order primal discontinuous Galerkin (DG) methods is considered which can capture the shock fronts of two-phase flow in heterogeneous porous media. In this presented model, the velocity field is reconstructed by a H(div) post-process in lowest order of Raviart-Thomas space (RT0). Also in this study, the scaled penalty and weighted average (harmonic average) formulation significantly improve the especial discretization formulation of governing equations which cause to reduce the instabilities in heterogamous media. The modified MLP slope limiter is used to remove the non-physical saturation values at end of each time step. In this study, the slope limiter should be considered as one of the main novelties due to the impressive effects in results stabilization. The proposed model is verified by pseudo 1D Buckley-Leverett and Mcwhorter problems. Two test cases, a problem for modeling the secondary recovery of petroleum reservoirs and other one a problem for detecting immiscible contamination are used to show the abilities of shock capturing two phases interface in porous media.

کلیدواژه‌ها English

two-phase flow
local conservation
Slope limiter
discontinuous Galerkin method
Interior penalty