非ニュートン液の変位プロセス中の粘性指の特性に関する数値研究

この研究では、数値的手法（ANSYS-fluent）を使用して、古典的な3次元ヘレショー細胞のせん断薄液としての変位相の粘性指の指を調査します。3次元モデルの上面と下面に異なる特性を持つ指ングの挙動を比較すると、上面と下面が壁である場合、移動する接触ラインとサフマンテイラーの不安定性の組み合わせの作用の下で、指の分割が見つかったことがわかりました。先端で発生し、インターフェイスに2本の指が外れます。さらに、界面張力が短い波に抑制効果があることがわかりました。界面張力が増加すると、前進先の速度が減少します。したがって、界面の張力が0の場合、粘性の指の変位が最も遠い距離に達します。また、さまざまな温度での粘性指の指の研究を実施しました。結果は、温度を上げると、変位位相の粘度が減少し、流れがより安定していることを示しています。温度が上昇すると、流パス内の圧力勾配が増加し、粘性のある指をさらに押し上げます。

This study uses numerical methods (ANSYS-Fluent) to investigate the viscous fingering of the displaced phase as a shear-thinning fluid in the classic three-dimensional Hele-Shaw cell. Comparing the behavior of fingerings with different properties on the upper and lower surfaces of a three-dimensional model, it was found that when the upper and lower surfaces are walls, under the combined action of moving contact lines and Saffman-Taylor instability, fingering splitting occurs at the tip, resulting in the appearance of two fingers at the interface. In addition, we have found that interfacial tension has a suppressive effect on short waves. As the interfacial tension increases, the velocity at the advancing tip decreases. Therefore, when the interface tension is 0, viscous fingering displacement reaches the farthest distance. We have also conducted research on the viscous fingering at different temperatures. The results indicate that increasing the temperature leads to a decrease in the viscosity of the displaced phase, making the flow more stable. As the temperature rises, the pressure gradient inside the flow path increases, pushing the viscous fingering further.