如何模拟“多层”的流动



  • 各位老师、前辈们好,我是一个OF的新手,想问一下在OF如何在一个单管模拟“多层”的流动。如图,在一个单管内有吸附层和自由层,应当如何划分区域并设置边界条件,具体如何实现呢?谢谢!adsorbed.png 图片摘自文章Cui, J., Sang, Q., Li, Y., Yin, C., Li, Y., Dong, M. (2017). Liquid permeability of organic nanopores in shale: Calculation and analysis. Fuel, 202, 426-434.



  • 我用的是simpleFoam模拟单相流动,但是在单管内有这种“多层”时该如何处理呢?恳请老师指点,谢谢!



  • 帖子和文章大略看一看,没太明白:xiezuoye:



  • @东岳 感谢东岳老师回复!这篇文章是说在一个纳米尺度管内的单相流,有吸附的流体和自由的流体,吸附的流体在壁面附近,于是管内形成吸附区域和自由区域。这种情况在OF应该如何模拟呢。我按simpleFoam去模拟,只能模拟自由流体。



  • simpleFoam+多孔介质可以么



  • @东岳 老师您说的多孔介质指的是porousSimpleFoam吗?要在一个case里面,将两个区域分别计算再整合么?



  • @东岳 我有个想法,在simpleFoam的基础上,改变粘度在管内的分布,即在不同的区域设置不同的粘度,但不知如何实现,恳请老师指点一下:xinxin: fig1.png



  • 改变粘度不行,首先是simpleFoam只支持但粘度,另外就是两个粘度看起来像是两相流,粘度会被传输。除非你把粘度固定,absorbed层是粘度1,free层是粘度2。主要我没看理解这是个什么物理过程呀



  • @东岳 老师我的想法就是把粘度固定,absorbed层是粘度1,free层是粘度2,应该如何设置呢?这个物理过程就是由于壁面相互作用,在absorbed层和free层的粘度不同。

    图片摘自文章Wang, H., Su, Y., Wang, W., Li, L., Sheng, G., Zhan, S. (2019). Relative permeability model of oil-water flow in nanoporous media considering multi-mechanisms. Journal of Petroleum Science and Engineering, 183, 106361.

    Fig2.png



  • 可以写一个代码类似

    forAll(U, cell)
    {
        if (网格体心的y坐标大于10 或者 小于2)
        {
            粘度= 1
        }
        else
        {
            粘度= 2
        }
    }
    


  • @东岳 老师,这个代码是写在哪里?transportProperties里面吗还是?



  • 在你的simpleFoam里面代码里面改最简单。

    也可以去transport里面改,那你需要自己写一个粘度类



  • @东岳 好的,非常感谢老师您的帮助:xiexie:



  • 替代文字

    • 这个公式1没有什么物理意义,纯拟合出来的

    • 另外他们这个模型有三个极为严格的假定

    There are three assumptions on the oil-water transition region: (1) the volume of oil phase equals to that of water phase; (2) the

    liquid viscosity in this region is the average of the viscosity of the bulk

    water and bulk oil, that is,

    µ µ µ = + ( )/2 wo wb ob , where

    µwo is viscosity of

    oil-water transition region;

    µob is bulk oil viscosity. However, for further

    studies, the viscosity of this region needs to be determined by fitting

    MDS results or experimental results; (3) the thickness of oil-water

    transition equals to 0.7 nm and that is validated in Appendix A based on

    the MDS results

    所以我觉得公式(1)只适用于他们自己的数据。要实现这篇文章中下图的程序非常简单,定义不同的区域,然后给不同的粘度就行。但这个方法粘度没有任何的传输性

    捕获.JPG



  • @东岳 老师,这个公式(1)是他们参考另一篇文章
    Wu, K., Chen, Z., Li, J., Li, X., Xu, J., & Dong, X. (2017). Wettability effect on nanoconfined water flow. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(13), 3358-3363. https://www.pnas.org/content/114/13/3358.short
    我的理解是因为在纳米管内靠近壁面的位置,粘度变化没有统一的解析解,所以看到一些文章就这么分成“多层”粘度,算是粗略简化的方法吧 :xiezuoye:


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