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混相粘性指进从开始到停止的动力学。 (英语) 兹伯利1419.76618

小结:我们借助高分辨率数值模拟,研究了混相粘性指进从开始到关闭的整个“生命周期”。我们研究将一种流体注入含有另一种更粘稠流体的平面二维多孔介质中。我们发现,动力学可分为三种状态:早期线性不稳定状态、中期非线性状态和晚期单指交换流状态。在第一种情况下,对于指数增长的扰动,流动可能是线性不稳定的。我们使用线性稳定性理论和数值模拟确定了一个临界Péclet数,低于该值时,水流始终保持稳定。在第二种情况下,流动主要由手指的非线性合并控制,形成混合区,在该混合区中,我们观察到以对流努塞尔数为特征的对流混合率呈现幂律增长。在第二种情况下,我们导出了一个横向平均浓度模型,该模型与我们的数值实验吻合良好,并扩展了先前的经验模型。最后,我们确定了一个新的最终交换流机制,在该机制中,一对反向传播的扩散指以指数形式减速。我们导出了这个单指态的解析解,它与数值模拟结果吻合得很好。我们证明,与之前的建议相比,无论粘度比和Péclet数如何,流量总是演变到这种状态。

MSC公司:

76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
76E17型 水动力稳定性中的界面稳定性和不稳定性

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泥袋-2泥背
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