Controlling viscous fingering instabilities of complex fluids
Notice bibliographique
Résumé
Despite their aesthetic elegance, wavy or fingering patterns emerge when a fluid of low viscosity pushes another immiscible fluid of high viscosity in a porous medium, producing an incomplete sweep and hampering several crucial technologies. Some examples include chromatography, printing, coating flows, oil-well cementing, as well as large-scale technologies of groundwater and enhanced oil recovery. Controlling such fingering instabilities is notoriously challenging and unresolved for complex fluids of varying viscosity because the fluids' mobility contrast is often predetermined and yet the predominant drive in determining a stable, flat or unstable, wavy interface. Here we show, experimentally and theoretically, how to suppress or control the primary viscous fingering patterns of a common type of complex fluids (of shear-thinning with a low yield stress) using a radially tapered cell of linearly varying gap thickness, h(r). Experimentally, we displace a complex viscous (PAA) solution with gas under a constant flow rate (Q), varied between 0.02 and 2 slpm (standard liter per minute), in a radially converging cell with a constant gap-thickness gradient, [Formula: see text]. A stable, uniform interface emerges at low Q and in a steeper cell (i.e., greater [Formula: see text]) for the complex fluids, whereas unstable fingering pattern at high Q and smaller [Formula: see text]. Our theoretical predictions with a simplified linear stability analysis show an agreeable stability criterion with experimental data, quantitatively offering strategies to control complex fluid-fluid patterns and displacements in microfluidics and porous media.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».