مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

عملکرد روش‌‌ حجم محدود چند مقیاسی چند درجه تفکیکی برای حل معادله فشار در محیط‌های متخلخل به شدت ناهمگون

نویسنده
هیئت علمی-دانشگاه اصفهان
چکیده
در کار حاضر، معادله فشار متناظر با جریان سیال تراکم‌ناپذیر در محیط‌های متخلخل به شدت ناهمگون با استفاده از روش حجم محدود چند مقیاسی چند درجه تفکیکی به صورت عددی حل شده است. به منظور تمرکز بر اثرات ساختار میدان تراوایی مطلق روی عملکرد و دقت روش چند مقیاسی، جریان به صورت تک فاز مدلسازی شده و از اثرات گرانش و تغییرات خواص سیال با فشار صرف‌نظر شده است. نتایج روش‌ چند مقیاسی چند درجه تفکیکی از نظر دقت با نتایج روش حجم محدود استاندارد برای چند میدان تراوایی به شدت ناهمگون مقایسه شده‌اند. این میدان‌های تراوایی مطلق از لایه‌های مختلف دهمین مسئله مقایسه‌ای انجمن مهندسی نفت استخراج شده‌اند. برای میدان‌های تراوایی مطلق ناهمگونی که در آن‌ها تغییرات تراوایی به صورت تدریجی صورت می‌گیرد، نشان داده شده است که روش حجم محدود چند مقیاسی چند درجه تفکیکی نتایج قابل قبولی را تولید می‌کند. این در حالی است که نتایج عددی و همچنین تحلیل‌های ریاضی نشان می‌دهند که برای میدان‌های تراوایی مطلق با ساختار کانالی، در حالت کلی ممکن است که در میدان فشار روش چند مقیاسی نوسانات غیر فیزیکی به وجود آید. در اینگونه موارد، مقادیر انتقال‌پذیری درشت مقیاس ممکن است به گونه‌ای محاسبه ‌شوند که ماتریس ضرایب دستگاه فشار درشت مقیاس در روش چند مقیاسی شرط‌های کافی برای یکنوا و همچنین مقید بودن جواب دستگاه معادله خطی (یعنی شرط -Mماتریس بودن) را از دست بدهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Performance of the Multi-resolution Multi-scale Finite Volume Method for Solving Pressure Equation in Highly Heterogeneous Porous Media

نویسنده English

Mehdi Mosharaf Dehkordi
Faculty member
چکیده English

In the present study, the incompressible flow through highly heterogeneous porous media is modeled by the Multi-resolution Multi-scale Finite Volume (MrMsFV) method. In order to focus on the effects of the absolute permeability structure on the accuracy and performance of the MrMsFV method, the single phase flow is considered and the effects of the gravity and variation of fluid viscosity and density are ignored. The accuracy of the MrMsFV method is examined by comparing its numerical results with those of the standard finite volume method. These permeability fields are extracted from the tenth comparative study problem of the society of petroleum engineering. For the permeability fields in which the permeability varies smoothly, it is shown that the MrMsFV method produces acceptable results. On the other hand, the numerical results along with mathematical analyses show that the MrMsFV method may produce pressure fields with unphysical peaks for channelized permeability fields. In these cases sufficient conditions for the monotonicity and boundedness of the solution are violated. In fact, the coarse scale transmissibilities may be computed in such a way that the coefficient matrix of the coarse scale pressure equation not to be a so-called M-matrix.

کلیدواژه‌ها English

Porous Media
Multi-resolution Multi-scale Finite Volume (MrMsFV) method
Coarse-scale transmissibility
Monotone pressure field