Estudo numérica do processo de deslocamento de fluidos em meio poroso heterogêneo usando o método de Lattice Boltzmann

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorJunqueira, Silvio Luiz de Mello-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/2213804390733564-
Autor(es): dc.contributorNaaktgeboren, Chistian-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8621139258082919-
Autor(es): dc.contributorJunqueira, Silvio Luiz de Mello-
Autor(es): dc.contributorPhilippi, Paulo Cesar-
Autor(es): dc.contributorFranco, Admilson Teixeira-
Autor(es): dc.contributorFoggiatto, José Aguiomar-
Autor(es): dc.creatorBazarin, Ricardo Leite Martins-
Data de aceite: dc.date.accessioned2022-02-21T22:20:04Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2022-02-21T22:20:04Z-
Data de envio: dc.date.issued2018-09-04-
Data de envio: dc.date.issued2018-09-04-
Data de envio: dc.date.issued2018-04-13-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3422-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/672850-
Descrição: dc.descriptionIn the present work, the process of immiscible fluids displacement in a heterogeneous porous medium is numerically studied for the purpose of investigating the sweep efficiency during the oil recovery process. The objective of this work is to understand the influence of viscous and capillary parameters (viscosity ratio and capillarity number), wetting effect (static contact angle) and porous media properties (porosity and pore shape). For this, the immiscible fluids displacement is simulated considering the injection of fluid into a porous channel filled by another fluid. The porous channel is idealized to two-dimensional plane, where the heterogeneous porous medium is represented by fractal geometry orders of the Sierpinski carpet. The boundary conditions are applied as a fully developed flow of the injected fluid at the inlet of the channel, constant pressure at the outlet of the channel and no slip of the fluids on the solid surfaces. The fluids displacement through the porous medium is modeled numerically using the Lattice-Boltzmann method, which has a mesoscopic approach based on kinetic particle theory, consisting of a discretized form of the Boltzmann equation that simulates the problem by collision and streaming of particles. The results obtained demonstrate agreement on the behavior of the capillary number and viscosity ratio effects, with other results observed in the literature, and it is possible to identify the transition between the states of viscous fingering, capillary fingering and stable displacement. In relation to the influence of the wettability it is observed the increase of the sweep efficiency with decrease of the static contact angle for both the imbibition and the drainage process. In the analysis of the parameters related to the structure of the porous medium, in general, a reduction of the sweep efficiency with the reduction of the porosity is observed, however, it is observed the increase of the sweep efficiency for the second order of the Sierpinski carpet, interpreted as a result of the decrease of the recirculation regions of the flow due to the reduction of the porosity.-
Descrição: dc.descriptionFundação de Apoio à Educação, Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (FUNTEF-PR)-
Descrição: dc.descriptionNo presente trabalho, o processo de deslocamento de fluidos imiscíveis em meio poroso heterogêneo é numericamente estudado com o propósito de investigar a eficiência de varredura durante o processo de recuperação do petróleo. Objetivando-se entender a influência dos parâmetros viscosos e capilares (razão de viscosidade e número de capilaridade), do efeito de molhabilidade (ângulo de contato estático) e das propriedades do meio poroso (porosidade e forma de poros). Para isto, o deslocamento de fluidos imiscíveis é simulado considerando a injeção de fluido em canal poroso preenchido por outro fluido. O canal poroso é idealizado para o plano bidimensional, onde o meio poroso heterogêneo é representado por ordens da geometria fractal do tapete de Sierpinski. As condições de contorno são prescritas como um escoamento plenamente desenvolvido do fluido injetado na entrada do canal, pressão constante na saída do canal e não deslizamento dos fluidos nas superfícies sólidas. Hipoteticamente, considera-se ambos fluidos newtonianos e incompressíveis, escoamento laminar, sistema isotérmico e molhabilidade homogênea. O deslocamento de fluidos através do meio poroso é modelado numericamente utilizando o método de Lattice Boltzmann, que possui uma abordagem mesoscópica fundamentada na teoria cinética de partículas, consistindo de uma forma discretizada da equação de Boltzmann que simula o problema através da colisão e propagação de partículas. Os resultados obtidos demonstram concordância no comportamento dos efeitos do número de capilaridade e razão de viscosidade, com outros resultados observados na literatura, sendo possível identificar a transição entre os estados de viscous fingering, capillary fingering e deslocamento estável. Em relação à influência da molhabilidade é observado o aumento da eficiência de varredura com diminuição do ângulo de contato estático tanto para o processo de imbibição como o de drenagem. Na análise dos parâmetros relacionados à estrutura do meio poroso, em geral, é observada uma diminuição da eficiência de varredura com a redução da porosidade, porém observa-se o aumento da eficiência de varredura para a segunda ordem do tapete de Sierpinski, interpretado como resultado da diminuição das regiões de recirculação do escoamento devido a redução da porosidade.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Publicador: dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paraná-
Publicador: dc.publisherCuritiba-
Publicador: dc.publisherBrasil-
Publicador: dc.publisherPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais-
Publicador: dc.publisherUTFPR-
Direitos: dc.rightsopenAccess-
Palavras-chave: dc.subjectMecânica dos fluidos-
Palavras-chave: dc.subjectMateriais porosos - Dinâmica-
Palavras-chave: dc.subjectMétodo Lattice Boltzmann-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia térmica-
Palavras-chave: dc.subjectEscoamento multifásico-
Palavras-chave: dc.subjectMétodos de simulação-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia mecânica-
Palavras-chave: dc.subjectFluid mechanics-
Palavras-chave: dc.subjectPorous materials - Dynamics-
Palavras-chave: dc.subjectLattice Boltzmann methods-
Palavras-chave: dc.subjectHeat engineering-
Palavras-chave: dc.subjectMultiphase flow-
Palavras-chave: dc.subjectSimulation methods-
Palavras-chave: dc.subjectMechanical engineering-
Palavras-chave: dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia Mecânica-
Título: dc.titleEstudo numérica do processo de deslocamento de fluidos em meio poroso heterogêneo usando o método de Lattice Boltzmann-
Título: dc.titleNumerical study of the fluid displacement process in heterogeneous porous medium using the Lattice Boltzmann-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
Aparece nas coleções:Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT

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