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掃攻効率改善のための非ニュートン反応性流れによる二重置換界面の制御

研究課題

研究課題/領域番号 22KF0132
補助金の研究課題番号 22F22064 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分外国
審査区分 小区分19010:流体工学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

長津 雄一郎  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60372538)

研究分担者 PATMONOAJI ANINDITYO  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2023年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2023年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2022年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードViscous fingering
研究開始時の研究の概要

前方と後方に二つの界面を有する多孔質内での流体置換に着目し、後方の置換界面を、受入研究者らが世界的にも先導してきた化学反応による非ニュートン流体の粘度変化により流動制御し、前方の置換界面を安定化させ、置換プロセスの高効率化するための学理を構築する。このようなプロセスは、石油増進回収分野のポリマー攻法や汚染地下水の除染プロセスへの応用が可能である。

研究実績の概要

2流体および3流体系のデュアルディスプレイスメントフロントにおけるViscous fingering (VF)相互作用の安定性ダイナミクスを、粘性構成を変化させた数値シミュレーションによって初めて探求した。界面開始時間、指の速度、および有限スライスのブレークスルー時間を用いて、我々は初めて、有限スライスとバルク流体の様々な粘性構成による二重変位フロントにおけるVF相互作用の安定性ダイナミクスをモデル化しマップ化した。この新しいコンセプトから生まれたモデルとマップは、今後さらに発展させ、様々な構成のデュアルディスプレイスメントフロントの安定性ダイナミクスを探求し、デュアルディスプレイスメントフロントを活用する様々なアプリケーションに戦略的な利益をもたらすことができると考えている。したがって、本研究は、このようなVF相互作用からの安定性ダイナミクスモデルとマップの最初の探求と発見となるものである。
置換液は油を用いた。第1の置換液は、ポリアクリル酸(PAA)水溶液である。反応性の場合、第二の置換液は水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液である。この場合、PAA溶液とNaOH溶液の混和界面付近で粘度が上昇する。非反応型では,第2置換液は水であり,置換液と第1置換液は反応系と同じである。非反応性系と反応性系における置換の結果を、第2置換溶液の最も長い指がオイルとPAAの界面に到達した時間tbにおける置換パターンで比較する。tbが長いということは、第2置換溶液が第1置換溶液PAAをより効率的に置換していることを意味する。この時間tbは,反応系では非反応系に比べて約20%長くなった。これは、第二の置換液がポリマー溶液を置換することができる期間が20%増加することを意味する。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] Non-phenomenological model of capillary trapping dissolution mass transfer based on Sherwood, Reynolds, and Schmidt number,2023

    • 著者名/発表者名
      Anindityo Patmonoaji, Yingxue Hu, Tetsuya Suekane
    • 学会等名
      InterPore 2023, 15th Annual International Conference on Porous Media
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pore-scale observation of drying process of hydrophilic and hydrophobic porous media2023

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Nasir, Anindityo Patmonoaji, Mohammad Azis Mahardika, Tetsuya Suekane
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Multiphase Flow
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dual displacement fronts of fluid displacement in porous media: a numerical simulation on double viscous fingerings2022

    • 著者名/発表者名
      Anindityo Patmonoaji and Yuichiro Nagatsu
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-12-25  

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