%36تخفیف

دانلود پروژه:پيش بيني تراوايي محيط متخلخل به وسيله روش لتيس بولتس­من

تعداد99 صفحه در فایل word

کارشناسي ارشد رشته مهندسي شيمي

گرايش مخازن هيدروکربوري

 

پيش بيني تراوايي محيط متخلخل به وسيله روش لتيس بولتس­من

مفهوم محيط متخلخل و مطالعه­ي جريان سيال در اين محيط در بسياري از زمينه­هاي علوم كاربردي و مهندسي از جمله پتروفيزيك، مهندسي نفت و … كاربرد دارد. يك محيط متخلخل با يك سري از شاخصه­هاي خود نظير تخلخل، تراوايي، سايز ذرات جامد و… شناخته مي­شود. روابط تحليلي وتجربي فراواني براي مرتبط ساختن اين شاخصه­ها با يكديگر وجود دارد كه غالباً بسيار پيچيده و گاهي غيرقابل اعتماد هستند. دو مورد از پركاربردترين روابط موجود كه صحت آنها بارها تاييد شده، رابطه­ي دارسي و رابطه­ي فورچ هيمر مي­باشند. اما از طرف ديگر آزمايشاتي كه براي اندازه­گيري اين شاخص­ها انجام مي­شوند نيز بسيار زمان­بر، پرهزينه­­ و به دليل دخيل بودن  عوامل خطاي فراوان، معمولاً نه­چندان دقيق هستند. تمام اين موارد مارا به سمت استفاده از روش­هاي عددي سوق مي­دهند. امروزه مدل­سازي به روش لتيس بولتس­من (LBM) يك روش شناخته شده براي شبيه­سازي جريان سيال و محاسبه­ي پارامترهاي جريان مي­باشد. كاربردهاي اخير اين روش در محيط متخلخل، نشان دهنده­ي توانايي بالاي آن براي پيش­گويي رفتار سيال در محيط متخلخل مي­باشد.

 در اين پایان نامه سعي بر آن بوده تا بعد از اعتبار سنجی برنامه­نويسي انجام گرفته با نرم­افزار MATLAB بوسيله­ي روابط تحليلي ساده نظير روابط مربوط به جريان پوازي، به شبيه­سازي جريان در محيط متخلخل واقعي پرداخته­شود و ثابت گردد كه LBM قابليتپيش­گويي گذار از جريان دارسي به غير دارسي و تبعيت از رابطه­ي فورچ هيمر را داراست. سپس با استفاده از داده­های بدست آمده از شبیه­سازی جریان به روش لتیس بولتس­من در یک محیط متخلخل واقعی، مقدار تراوايی به کمک قانون دارسی محاسبه گرديده است. در پایان تراوایی محاسبه شده به این روش با مقادیر اندازه­گیری شده به روش آزمایشگاهی و روش فراکتال مقایسه و مطابقت قابل قبولی مشاهده شده است.

کلمات کليدي: شبيه سازي جريان سيال، روش لتيس بولتس­من، تراوايي، محيط متخلخل واقعي، قانون دارسي، رابطه­ي فورچ هيمر.

فهرست مطالب

تشکروقدرداني ‌ه

چکيده….. ……… ‌و

فهرستمطالب ‌ز

فهرستتصاویر ‌ي

فصلاول

مقدمه………………. 1

فصلدوم

تعريفمفاهيمپايه­اي 6

2-1: سیالبهعنوانیکمحیطپیوسته………………………………………………….7

2-2: معادلاتاساسیجریان………………………………………………………………8

2-3: عددبي­بعدرينولدز………………………………………………………………….11

2-4: محیطمتخلخلوناهمگنیهایمرتبطباآن……………………………………13

2-5: مدلهایپیوستهدرمقابلمدلهایگسسته…………………………………14

2-6: قانوندارسی …………………………………………………………………………..17

2-7: رابطه­یفورچهیمر………………………………………………………………….19

2-8: تكانه…………………………………………………………………………………….20

2-9: گرانروي……………………………………………………………………………….20

2-10: جريانپوازی ………………………………………………………………………..21

فصلسوم

مبانيروشلتيسبولتس­من 23

3-1: پيشينه­يروش­هايشبكه­يگازي……………………………………………….24

3-2: نظریه­یجنبشی……………………………………………………………………….27

3-3: معادله­یبولتسمن(LBE)………………………………………………………28

3-4: ازمعادله­یبولتس­منتامعادله­یشبکهبولتس­من………………………….30

3-5: واردكردننيرو (ثقل) ……………………………………………………………..37

3-6: مقدمه­ايبرشرايطمرزي………………………………………………………….38

3-7: شرايطمرزيبدونلغزش…………………………………………………………39

3-8: شرايطمرزيتناوبی………………………………………………………………..40

3-9: شرايطمرزيباز……………………………………………………………………..42

فصلچهارم

مروريبركارهايگذشته 46

فصلپنجم

روشتحقيق 52

5-1: شبيه­سازيجريانپوازی……………………………………………………………53

5-2: شبيه­سازيجريانكاملاًتوسعهيافتهوتاثيرورودي………………………..56

5-3: شبيه­سازيگردابه…………………………………………………………………….59

5-4: محاسبهضريبپساوضريببالابرندگي ……………………………………..60

فصلششم

ارائه­ينتايجوتحليليافته­ها 64

6-1: شبيه­سازيجرياندرمحيطمتخلخلواقعی…………………………………..65

6-2: تحلیلخروجیبرنامه………………………………………………………………..67

6-3: محاسبه عدد رینولدز در محیط متخلخل……………………………………….70

6-4: محاسبه­یتراوایی…………………………………………………………………….70

فصلهفتم

نتيجه­گيريوپيشنهادات 74

منابع……………………………………………………………………………………………………….78

 

فهرست تصاویر

‏1‑1: ديدگاه­هايمختلفبرايحلمعادلاتديفرانسيلي 5

‏2‑1: تفاوتسرعتظاهريوسرعتواقعيدرجريانسيالدرمحيطمتخلخل 12

2‑2:رابطه­ی مقیاسگسستهومقیاسپیوسته……… 16

2‑3: تصويرسه­بعديازساختارسنگ…………… 17

2‑4:اسباببازيگهوارهنيوتن……………… 21

2‑5: نمايپروفايلجريانپوازی……………. 22

‏3‑1: شماتيكنحوه­يجابه­جاييذراتدرفرآيندهايبرخوردوپخش 26

3‑2: مدلشبكه­یدوبعدينهسرعته (D2Q9) 31

3‑3: نمايشهيستوگرامتابعتوزيعبررويشبكه 32

3‑4: مدلشبكه‌هاي: (D2Q9)، (D3Q15)، (D3Q19)و(D3Q27) 35

‏3‑5: تفاوتمدل­هايFWBBوHWBB 40

‏3‑6:مراحلپيشوپسازبرخورددرشرايطمرزيبدونلغزشصفحهميانی 40

‏3‑7: شرايطمرزيتناوبيدريكجهت؛شرايطمرزيتناوبيدردوجهت 41

‏3‑8: جهتتوابعتوزيعنقاطمرزيدرمرحله­يپخشبرايشرطمرزيتناوبي 41

‏3‑9: طرحشماتيكمرزوروديدرشبكهD2Q9 43

‏5‑1: پروفايلسرعتسيالدرشبيه­سازيجريانپوازي.. 54

‏5‑2: مقايسهنتايجشبيه­سازيباحلتحليليجريانپوازي 55

‏5‑3: نماينزديكازشرايطجنبديواره­يكانالدرشبيه­سازيجريانپوازي 56

‏5‑4: تشكيلناحيه­يوروديوجريانكاملاًتوسعهيافته. 57

‏5‑5: پروفايلسرعتشبيه­سازياثروروديوتشكيلجريانكاملاًتوسعهيافته 58

‏5‑6: نمودارسرعتدرمقاطعمختلفلولهدريكزمانمشخص 58

‏5‑7: خروجيپروفايلسرعتدرشبيه­سازيتشكيلوحركتگردابه  59

‏5‑8: پروفايلسرعتجريانعبوريازرويبلوكمربعيشكلدرداخلكانال   62

‏5‑9: نمودارضريبپسابرحسباعدادرينولدزمتفاوت 63

6-1: تصويراسكنشدهازمیکرومدلشبیه­سازیشده… 65

6-2: پروفایلسرعتسیالدرمغزه 67

‏6-3: تغييرالگويجريانيباافزايشسرعتورودي… 68

6-4: برازشخطيمنحنيبرايناحيه­يجرياندارسي 69

‏6-5: برازشسهمويمنحنيبرايناحيه­يجريانغيردارسي 69

6-6: تغییرات تراوایی ماسه سنگ نسبت به تخلخل 73

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo