شبیه سازی جریان سیال شکاف هیدرولیکی با استفاده از روش شبکه بولتزمن
Abstract
مطالعه ی رفتار جریان سیالات غیرنیوتنی در علوم مهندسی و کاربردی مختلف از اهمیت فراوانی برخوردار است. بسیاری از سیالات مورد استفاده در صنعت نفت، از جمله سیالات بکار رفته در عملیات شکاف هیدرولیکی مانند هیدروکسی پروپیل گوار (hpg) از دسته سیالات غیرنیوتنی می باشند. اما بررسی رفتار سیال شکاف هیدرولیکی همچون هر سیال غیرنیوتنی دیگر به دلیل پیچیدگی خصوصیات رئولوژی آن موضوعی دشوار و پیچیده است. از اینرو سبب شده است، گرایش محققین به شبیه سازی رفتار سیالات غیرنیوتنی توسط مطالعه روش های عددی رشد چشمگیری داشته باشد. امروزه یکی از جدیدترین روش های شبیه سازی عددی برای شبیه سازی جریان سیال روش شبکه بولتزمن (lbm) است. کاربردهای اخیر این روش در محاسبات جریان سیالات غیرنیوتنی، نشان دهنده توانایی بالای آن برای شبیه سازی رفتار این سیالات می باشد. در این پایان نامه سعی بر آن بوده تا بعد از اعتبار سنجی برنامه نویسی های انجام گرفته با زبان فرترن از طریق مقایسه با کارهای انجام شده قبل و در برخی موارد با روابط تحلیلی خاص نظیر روابط تحلیلی مربوط به جریان پوازی، به شبیه سازی جریان سیالات غیرنیوتنی در حفره و کانال پرداخته شود، و در ادامه تحقیق رفتار سیال hpg در حالتی که سیال بدون پروپانت می باشد و نیز در حالتی که به این سیال غلظت های مختلف پروپانت اضافه می گردد، شبیه سازی شود. در آخر این نتیجه حاصل می شود که با افزایش پروپانت به سیال hpg درجه رفتار غیرنیوتنی سیال افزایش یافته و به موجب آن شاخص رفتار جریان (n) کاهش و شاخص پایداری (k) افزایش می یابد. این تغییرات رئولوژی در نهایت روی نمایه های سرعت تأثیر گذاشته و سبب تخت تر شدن آن می شود.