Methods for Studying Two-Phase Flows in Porous Media: Numerical Simulation and Experiments on Microfluidics Chips
Notice bibliographique
Résumé
Abstract In this paper, experimental and computational approaches are used to study multiphase flows. In the first method, filtration experiments are carried out using microfluidics technology. Microfluidic chips were made from polydimethylsiloxane using soft lithography. To give the desired surface properties, the inner walls of the channels were treated with a hydrophobic or hydrophilic coating. Injection of liquids was carried out using a syringe pump at a constant flow rate. To measure the pressure difference at the inlet and outlet of the microchip, we used the method of measuring changes in gas volume. For numerical modeling, the most modern model of the Boltzmann lattice equations, adapted for two-phase flows of incompressible immiscible liquids, is used. The effects that occur at the phase boundary are described using the color field gradient model. Experimental studies have shown the possibility of studying the processes of liquid displacement from the microchannel system in a microfluidic chip simulating a porous medium. The dynamics of the displacement of liquids (water and oil) from a system of microchannels with different hydrodynamic drag cardinally depends on the angle of wettability of its walls. In the case of microchannels with hydrophilic walls, a complete displacement of oil by water occurs almost simultaneously from both channels. When water is displaced by oil from channels with a hydrophilic and hydrophobic coating, it is required to create an increased flow rate of the displacing liquid through microchannels. In this case, at the junction of the microchannels, before leaving the chip, emulsion droplets of "water in oil" will form. In the case of oil displacement by water from microchannels with a hydrophobic coating, complete removal of oil from the channel with high resistance did not occur. This is due to the fact that the viscosity of the oil is 30 times higher than the viscosity of water. The paper shows a successful comparison of the results of numerical modeling and experimental research in a two-phase flow in a pore doublet. Demonstrated examples of the developed program code are shown: the formation of emulsions at high flow rates, the motion of a drop under the influence of mass force; flow in digital microtomographic image; displacement of viscous oil from the pore medium.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».