Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Численное исследование однофазных и двухфазных течений в капиллярах"

Работа на тему: Численное исследование однофазных и двухфазных течений в капиллярах
Оценка: хорошо.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра прикладной и технической физики

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
бакалаврская работа
ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНЫХ И ДВУХФАЗНЫХ ТЕЧЕНИЙ В КАПИЛЛЯРАХ

16.03.01 Техническая физика
Профиль «Техническая физика в нефтегазовых технологиях»

Тюмень 2022 год

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОФАЗНЫХ ТЕЧЕНИЙ В КАПИЛЛЯРАХ 6
1.1 ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ. СМАЧИВАЕМОСТЬ. 6
1.2 КАПИЛЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ 8
1.3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МНОГОФАЗНЫХ ТЕЧЕНИЙ В КАПИЛЛЯРАХ 14
1.4 ОСОБЕННОСТИ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МНОГОФАЗНЫХ ТЕЧЕНИЙ 17
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВУХФАЗНОГО ТЕЧЕНИЯ В КАПИЛЛЯРЕ В ПРОГРАММНОМ ОБЕСПЕЧЕНИИИ ANSYS FLUENT 21
2.1 ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВУХФАЗНОГО ТЕЧЕНИЯ . 21 2.2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ 23
2.3 ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЁТНОЙ СЕТКИ И ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ 24
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ВЛИЯНИЮ ОСОБЕННОСТЕЙ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ НА ДВУХФАЗНОЕ ТЕЧЕНИЕ В КАПИЛЛЯРЕ 29
3.1 ТЕЧЕНИЕ ПРИ ПОСТОЯННОМ ПЕРЕПАДЕ ДАВЛЕНИЯ 29
3.2 ТЕЧЕНИЕ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКОМ ПЕРЕПАДЕ ДАВЛЕНИЯ С РАЗНОЙ АМПЛИТУДОЙ 31
3.3 ТЕЧЕНИЕ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКОМ ПЕРЕПАДЕ ДАВЛЕНИЯ С РАЗНОЙ ЧАСТОТОЙ 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 42
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
CFD – Computational Fluid Dynamics (вычислительная гидродинамика) ПАВ – поверхностно-активные вещества
ВНК – водонефтяной контакт МКЭ – метод конечных элементов VOF – Volume of fluid
ПО – программное обеспечение
СЛАУ – система линейных алгебраических уравнений

ВВЕДЕНИЕ
Движение несмешивающихся жидкостей в пласте имеет сложный характер. Изучение явлений, связанных с проявлением капиллярных сил, происходящих непосредственно в пористой среде, представляет большие трудности. Поэтому для рассмотрения главных особенностей движения целесообразно представить пористую среду набором капилляров и начать анализ на примере единичного капилляра.
Многие природные и технологические процессы связаны с движением жидких систем по капиллярам. Среди подобных процессов наибольший интерес вызывают исследования, направленные на изучение гидромеханики крови, лимфы, а также дисперсных систем, к которым относятся нефть и нефтепродукты.
Активное развитие цифровых систем CFD активно способствует моделированию всевозможных явлений, связанных с проявлением капиллярных сил.
Актуальность выбранной темы связана с растущим использованием вычислительной гидродинамики для исследования многофазного течения, моделирование эффектов поверхностного натяжения и капиллярных сил стало предметом активных исследований, так как капиллярные системы широко применяются в химии, биологии, медицине, нефтегазовом деле и других сферах.
В связи с этим, была поставлена цель: исследование влияния особенностей изменения перепада давления на двухфазное течение в капилляре.
В соответствие с поставленной целью мною были выделены следующие задачи:
1) Выполнить обзор литературы по многофазным течениям в капиллярах.
2) Построить математическую модель капилляра в ПО ANSYS Fluent.
3) Провести численные исследования по влиянию особенностей изменения перепада давления на двухфазное течение в капилляре.
Объектом исследования является стеклянный капилляр длиной 10 мм и диаметром 100 мкм, заполненный нефтью и водой.
Предметом исследования является скорость движения мениска в капилляре на границе двух несмешивающихся фаз.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1) Демьянов А.Ю. Основы метода функционала плотности в гидродинамике / А.Ю. Демьянов, О.Ю. Динариев, Н.В. Евсеев. М.: Физматлит, 2009. 312 c.
2) Добрынин В.М. Фазовые проницаемости коллекторов нефти и газа / В.М. Добрынин, А.Г. Ковалев [и др.] М.: ВНИИОЭНГ, 1988. 55 с.
3) Котяхов Ф. И. Физика нефтяных и газовых коллекторов / Ф.И. Котяхов. М.: Недра, 1977. 287 с.
4) Asadolahi A.N. CFD approaches for the simulation of hydrodynamics and heat transfer in Taylor flow / A.N. Asadolahi, R. Gupta, D.F. Fletcher, B.S. Haynes // Chemical Engineering Science. Vol. 66. № 22. Pp. 5575-5584. DOI: 10.1016/j.ces.2011.07.047
5) Avraam D.G. Steady-state two-phase flow through planar and nonplanar model porous media / D.G. Avraam, G.B. Kolonis, T.C. Roumeliotis, G.N. Constantinides, A.C. Payatakes // Transport in Porous Media. 1994. Vol. 16. № 1. Pp. 75-101. DOI: 10.1007/BF01059777
6) Ma Y.D. Motion effect on the dynamic contact angles in a capillary tube
/ Y.D. Ma // Microfluidics and Nanofluidics. 2012. Vol. 12. № 1-4. Pp. 671-675. DOI: 10.1007/s10404-011-0894-2
7) Аиикс Дж., Басс Д., Уайтинг Р. Физика нефтяного пласта. М.: Гостоптехиздат, 1962. 572 с.
8) Огибалов П.М., Мирзаджанзаде А.Х. Нестационарные движения вязкопластичных сред. М.: Изд-во МГУ. 1977. 372 с.
9) Крэйг Ф.Ф. Разработка нефтяных месторождений при заводнении. М.: Недра, 1974. 192 с.
10) Левин В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Физматгиз, 1959. 699 с.
11) Никифоров А.И., Никаньшин Д.П. Перенос частиц двухфазным фильтрационным потоком // Математическое моделирование. 1998. Т. 10. № 6. С. 42-52.
12) Корнилина М.А., Самарская Е.А., Четверушкин Б.Н., Чурбанова Н.Г., Якобовский М.В. Моделирование разработки нефтяных месторождений на параллельных вычислительных системах // Математическое моделирование: математические модели и вычислительный эксперимент. 1995. Т. 7. № 2. С. 35- 48.
13) Маскет М. Течение однородных жидкостей в пористой среде. М.- Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2004. 628 с.
14) Ванчиков В.Ц. Течение вязкой жидкости в цилиндрических капиллярах // Инженерная физика. 2005. № 2. С. 30-33.
15) Волков В.И., Козлов Д.Ю., Кирколуп Е.Р. Исследование динамики движения жидкости по капилляру // Известия Алтайского государственного университета. 2007. № 1. С. 100-104.
16) Порхаев А.П. Кинетика впитывания жидкости элементарными капиллярами и пористыми материалами // Коллоидный журнал. 1949. Т. 11. № 15. С. 346-353.