Control of interfacial hydrodynamics with a partially miscible system

用部分混溶系统控制界面流体动力学

• 批准号: 19J12553
• 负责人: 鈴木 龍汰
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J12553/
• 关键词: 界面流体力学; 化学熱力学; Korteweg力; 流体力学不安定性; Viscous fingering; 相分離; 部分混和性

近年、石油回収プロセスでは石油回収効率向上のために原油を水や二酸化炭素で押し出す手法が考えられているが、この際、それぞれの物質はお互いにある割合で混ざるという部分混和系であることが示唆されている。この部分混和系での流体置換に関する研究は、本課題開始前の段階ではシミュレーションによる3報しか報告されていない。また、それらの研究では具体的にどういったことが起こりうるかよくわからないままであった。しかし、本研究を通して、部分混和系での実験を実施し、化学熱力学と流体力学が複合してパターンが形成されることを突き止めた。これをまとめて英語論文として投稿した。さらに、以前に報告されていたシミュレーションでは説明できない現象であったため、本課題にて実験を再現するために新たにシミュレーションを確立した。そこでは、通常流体力学に起因する連続の式、運動方程式、化学種の保存式に、化学熱力学に起因するKorteweg力の項を導入することで、実験を再現しようと試みた。パラメータの選択を適切に行うことで、実験を再現できる結果を得ることができ、化学熱力学を考慮した界面流体力学のシミュレーションを確立できた。この研究結果は、化学熱力学と界面流体力学の学際領域であることから新たな学問分野の創出に寄与し、石油回収のさらなる効率化に向けた予測などに役立つものと考える。現在、本研究を英語論文として一流雑誌に投稿中である。これらの結果を支持し、流体力学の観点から化学熱力学による相分離を制御したもの、化学熱力学の観点の1つであるエントロピー生成速度の観点から流体力学のパターンの遷移点を予測したもの、化学熱力学による界面不安定性をスケーリング則を用いて解析したものなど、より詳細に実験・観察・分析・考察し、それぞれ英語論文として投稿中である。

In recent years, the oil recovery rate has increased, crude oil, water and carbon have been acidified, and some of the substances have been mixed. The study of fluid displacement in partial mixing system is reported in this paper.また、それらの研究では具体的にどういったことが起こりうるかよくわからないままであった。This study is based on the theory of chemical thermodynamics and hydrodynamics. English papers are published in English. This article is about to introduce a new method of studying Chinese medicine. The equation of motion, the equation of chemical species preservation, the equation of chemical thermodynamics, the equation of Korteweg force, the equation of general fluid mechanics, the equation of general fluid mechanics The results of the study were obtained by considering the interface hydrodynamics. The results of this research are from the interdisciplinary fields of chemical thermodynamics and interfacial hydrodynamics. Now, this research paper is published in English. The results are supported by the following: hydrodynamics, phase separation, control, chemical thermodynamics, formation rate, migration point, prediction, chemical thermodynamics, interfacial instability, analysis, investigation, and analysis. English papers are published in English.

项目成果

インド工科大学(インド)

印度理工学院（印度）

Fingering pattern induced by spinodal decomposition in hydrodynamically stable displacement in a partially miscible system

• DOI: 10.1103/physrevfluids.4.104005
• 发表时间: 2019-10
• 期刊: Physical Review Fluids
• 影响因子: 2.7
• 作者: Ryuta X. Suzuki;Y. Nagatsu;M. Mishra;T. Ban

Stabilization of viscous fingering in a partially miscible system

部分混相体系中粘性指进的稳定

• 发表时间: 2019
• 作者: Shoji Seya;Ryuta X. Suzuki;Takahiko Ban;Manoranjan Mishra & Yuichiro Nagatsu
• 通讯作者: Manoranjan Mishra & Yuichiro Nagatsu

水と油の「部分混和系」に現れる模様のトポロジカルな変化とは？ 流体力学と化学熱力学の挑戦

水和油的“部分混溶体系”中出现的拓扑变化模式是什么？

Phase separation effects on a partially miscible viscous fingering dynamics

相分离对部分混溶粘性指法动力学的影响

• DOI: 10.1017/jfm.2020.406
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Fluid Mechanics
• 影响因子: 3.7
• 作者: Ryuta X. Suzuki;Yuichiro Nagatsu;Manoranjan Mishra;and Takahiko Ban
• 通讯作者: and Takahiko Ban