مدل‌سازی جریان در محیط متخلخل با استفاده از روش اجزاء محدود ترکیبی هیبرید

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

در این نوشتار جریان دوفازی در محیط متخلخل با استفاده از روش اجزاء محدود ترکیبی هیبرید پیاده‌سازی و حل شده است. با استفاده از تعریف فشار و سرعت کلی، معادلات جریان در محیط متخلخل به فرم ساده‌تری از لحاظ عددی تبدیل شده است. در این معادلات، معادله‌ی فشار و درجه‌ی اشباع نسبت به هم وابستگی کمی دارند ولی سرعت درمعادله‌ی درجه‌ی اشباع مستقیماً ظاهر می‌شود. به‌همین دلیل برای رسیدن به جواب‌های قابل قبول باید سرعت با دقت خوبی محاسبه شود. روش هیبرید معادلات سرعت و فشار را با هم و به‌طور هم‌زمان حل می‌کند و از خطاهای ناشی از مشتق‌گیری عددی از میدان فشار برای رسیدن به میدان سرعت اجتناب می‌کند. بدین‌ترتیب میدان سرعت و فشار دقت یکسانی دارند. معادله‌ی درجه‌ی اشباع نیز از یک روش هیبریدی گسسته می‌شود. در این نوشتار میدان‌های یک‌بعدی و دوبعدی با استفاده از روش مذکور حل شده است. نتایج نشان داده است که جواب‌های به دست آمده از این روش، خصوصاً در شبکه‌ی درشت، نسبت به روش‌های دیگر ازجمله روش‌های اختلاف محدود و اجزاء محدود گلرکین به حل دقیق نزدیک‌تر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

MODELING OF TWO-PHASE FLOW IN POROUS MEDIA BY MIXED-HYBRID FINITE-ELEMENT METHOD

نویسندگان [English]

  • b. Firoozabadi
  • K. Goodarzi
Dept. of Mechanical University Sharif University of Technology
چکیده [English]

In this paper, two-phase ow equations in porous media were solved by the mixed-hybrid finite-element method. By using the definition of global pressure and global velocity, the governing equations were changed to a simpler numerical form. Consequently, the obtained pressure and saturation equations have less dependence on each other and the velocity appears in the saturation equation expilicitly. The Hybrid method solves the pressure and velocity equations simultaneously. Therefore, the velocity and pressure fields have the same order of accuracy. In this work, the saturation equation was also discretized, by the hybrid method. The above method was used in one and two-dimensional test cases. Results show that predicted parameters, especially in coarse grids, are closer to the exact solution, in comparison with other methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • porous media
  • mixed-hybrid finite element
  • Two-phase flow