Numerical analysis of interfacial fluid dynamics with Korteweg effect in partially miscible systems

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04189
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19010:Fluid engineering-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Nagatsu Yuichiro 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60372538)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: Viscous fingering / 相分離

Outline of Final Research Achievements

The present study has succeeded for the first time in numerically reproducing a topological change of classical interfacial hydrodynamics, which is driven by a partial miscibility. This is obtained by that we design a new mathematical model that incorporates the phase separation resulting from partial miscibility and the effect of the spontaneously generated liquid flow during the phase separation into a set of equations of fluid dynamics that describes conventional viscous fingering.

Free Research Field

化学液体力学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今後、この数理モデルを用いた数値シミュレーションから、部分混和系粘性フィンガリングの新しいダイナミクスを見出し、それを実験的に検証するというアプローチが可能になる。また部分混和系の粘性フィンガリングが、地層からの石油回収プロセスや地層へのCO2圧入プロセスで発生していることがわかっており、本研究成果は、それらのプロセスにおける現象予測の高精度化や、部分混和性を利用した当該プロセスの新たな制御法の創出へ寄与することが期待される。