Phase diagram of quasi-static immiscible displacement in disordered porous media

多孔介质 润湿 流离失所(心理学) 相图 渗吸 材料科学 毛细管作用 工作(物理) 机械 图表 接触角 多孔性 相(物质) 物理 复合材料 热力学 数学 发芽 统计 生物 量子力学 植物 心理治疗师 心理学
作者
Ran Hu,Tian Lan,Guanju Wei,Yi‐Feng Chen
出处
期刊:Journal of Fluid Mechanics [Cambridge University Press]
卷期号:875: 448-475 被引量:90
标识
DOI:10.1017/jfm.2019.504
摘要

Immiscible displacement in porous media is common in many practical applications. Under quasi-static conditions, the process is significantly affected by disorder of the porous media and the wettability of the pore surface. Previous studies have focused on wettability effects, but the impact of the interplay between disorder and contact angle is not well understood. Here, we combine microfluidic experiments and pore-scale simulations with theoretical analysis to study the impact of disorder on the quasi-static displacement from weak imbibition to strong drainage. We define the probability of overlap to link the menisci advancements to displacement patterns, and derive a theoretical model to describe the lower and upper bounds of the cross-over zone between compact displacement and capillary fingering for porous media with arbitrary flow geometry at a given disorder. The phase diagram predicted by the theoretical model shows that the cross-over zone, in terms of contact angle range, expands as the disorder increases. The diagram further identifies four zones to elucidate that the impact of disorder depends on wettability. In zone I, increasing disorder destabilizes the patterns, and in zone II, a stabilizing effect plays a role, which is less significant than that in zone I. In the other two zones, invasion morphologies are compact and fingering, respectively, independent of both contact angle and disorder. We evaluate the proposed diagram using pore-scale simulations, experiments in this work and in the literature, confirming that the diagram can capture the effect of disorder on displacement under different wetting conditions. Our work extends the classical phase diagrams and is also of practical significance for engineering applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
万能图书馆的应助被Jack采纳,获得10
刚刚
一二完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
研友_VZG7GZ的应助被zhong采纳,获得10
1秒前
kekkekh欧克发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
Anna-crystal发布了新的文献求助10
2秒前
OKOK完成签到,获得积分10
3秒前
徐浩哲关注了科研通微信公众号
3秒前
3秒前
3秒前
个性南烟发布了新的文献求助10
3秒前
补药发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
直率的问薇完成签到,获得积分10
4秒前
星辰大海的应助被老来多健忘采纳,获得10
5秒前
小陈发布了新的文献求助10
5秒前
Mokwepa发布了新的文献求助10
5秒前
冰淇淋发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
科研通AI6.4的应助被siha采纳,获得10
7秒前
Hello的应助被旺旺采纳,获得30
7秒前
orixero的应助被李晨源采纳,获得10
8秒前
共享精神的应助被微笑采纳,获得10
8秒前
9秒前
完美世界的应助被chemqq采纳,获得100
9秒前
9秒前
墨砺发布了新的文献求助50
10秒前
菲菲完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
chunjianghua完成签到,获得积分10
11秒前
何垠禹发布了新的文献求助10
11秒前
补药完成签到,获得积分10
12秒前
suhai的应助被kbkyvuy采纳,获得10
12秒前
suhai的应助被kbkyvuy采纳,获得10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8138586
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9539127
关于积分的说明 21634149
捐赠科研通 7722572
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3420584
关于科研通互助平台的介绍 2545793
邀请新用户注册赠送积分活动 2462500