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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1393| Uso de redes de Boltzmann para la modelación de flujo a través de areniscas saturadas de agua Application of lattice Boltzmann method to model flow through water saturated sandstone | |
| JUVENAL ALFREDO LEON ROBLES | |
| JUAN CONTRERAS PEREZ GRACIELA DEL SOCORRO HERRERA ZAMARRON | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Flujo en medios porosos Modelos de redes de Boltzmann Medios porosos artificiales Flow in porous media Lattice Boltzmann models Artificial porous media | |
| En este trabajo se presenta un modelo numérico del flujo no reactivo a través de muestras de arenisca naturalmente estratificada. El modelo está basado en el trabajo desarrollado en experimentos de laboratorio de flujo en este tipo de rocas. En estos experimentos se observó que la migración de un soluto a través de muestras de arenisca laminadas y saturadas, está dominada por la estratificación. Los resultados sugieren que el efecto de la estratificación es dominante cuando el flujo es paralelo a la laminación. Por otra parte, cuando el flujo es perpendicular, su comportamiento es el esperado para medios homogéneos. En esta tesis se construyó un medio poroso artificial simulado con los parámetros tomados de las muestras de arenisca reales (tamaño de los granos, porosidad y permeabilidad). Se utilizó el método de redes de Boltzmann (LBM) para modelar el flujo a través de dichas muestras y comparar los resultados del modelo con los experimentos de laboratorio. La muestra de arenisca que se modeló, presentaba una alternancia de dos tipos de capas, unas formadas por granos gruesos y otras formadas por granos finos. Los detalles de esta estructura fueron incorporados en el medio sintético. Los resultados de la simulación del flujo con el método LBM indican que, cuando el flujo es paralelo a la laminación se presentan las condiciones para la formación de flujo preferencial. Es decir, la formación de dígitos en el frente de humectación. Esta inestabilidad está asociada con el arreglo de granos que forman las capas. Por otro lado, el flujo uniforme, que se reporta en los experimentos de laboratorio cuando el flujo es perpendicular a la estratificación, se debe a que las capas de granos finos actúan como disipadoras de momento del fluido cuando este pasa repetidamente por dichas capas. A numeric model of non-reactive flow through naturally stratified sandstone samples is presented. This work is based on laboratory experiments in which it was established that solute migration in saturated stratified porous media was dominated by stratification. The experiment results strongly suggest that the effect of the stratification is dominant for flow parallel to the lamination in these sandstones. For flow perpendicular to stratification, the behavior is the expected for a homogeneous medium. In this work an artificial porous media is built based on the parameters obtained from the experiment samples (grain size, porosity and permeability). The Lattice Boltzmann method is used for modeling the flow through the samples. The aim is to use this method to compare the results from the model with the ones obtained from the laboratory experiments on real media. The sandstone modeled, consisted of a repetition of layers of i) medium-grained sand and ii) fine-grained sand. The physical properties of this structure were used as parameters to build the artificial porous media. The results from the LBM flow simulation show that when flow is parallel to lamination, conditions arise for preferential flow, i.e., fingered flow. This instability is associated with the arrangement of grains of different sizes found in the layers. On the other hand, the model predicts uniform flow when flow is perpendicular to stratification. It is caused by the fine-grained layers, which diffuse the fluid momentum when it moves through these layers. | |
| CICESE | |
| 2017 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| León Robles, J. A. 2017. Uso de redes de Boltzmann para la modelación de flujo a través de areniscas saturadas de agua. Tesis de maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 49 pp. | |
| OTRAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Ciencias de la Tierra |
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