膨胀性非牛顿流体多孔介质流动的模拟分析

摘要：

在表征体元尺度采用格子Boltzmann方法分析膨胀性非牛顿流体在多孔介质中的流动,基于二阶矩模型在演化方程中引入表征介质阻力的作用力项,求解描述渗流模型的广义Navier-Stokes方程.采用局部法计算形变速率张量,通过循环迭代得到非牛顿粘度和松弛时间.对多孔介质的Poiseuille流动进行分析,通过比较发现结果与孔隙尺度的解析解十分吻合,并且收敛较快,表明方法合理有效.分析了渗透率和幂律指数对速度和压力降的影响,研究结果表明,膨胀性流体的多孔介质流动不符合达西规律,压力降的增加幅度小于渗透率的减小幅度.当无量纲渗透率Da小于10-5时,流道中的速度呈现均匀分布,并且速度分布随着幂律指数的减小趋于平滑.压力降随着幂律指数的增加而增加,Da越大幂律指数对压力降的影响越明显.

关键词：格子Boltzmann方法、多孔介质、非牛顿流体、渗透率

所属期刊栏目：43

分类号：O373(流变学)

资助基金：国家自然科学基金11372111

在线出版日期：2022-04-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：171-177