جریان دیواره چاه، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

توضیحات

شرح پروژه جریان دیواره چاه

در این پروژه به شبیه سازی جریان دیواره چاه با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.

گمانه یا حفاری عبارت است از ایجاد حفره یا حفر چاه بر روی زمین که برای شناسایی نوع خاک منطقه استفاده می شود. حفاری یا گمانه قبل از ساخت برای تعیین نوع خاک و وضعیت آب زیرزمینی و عملیات حفاری کشاورزی و نفت و گاز استفاده می شود. گمانه سوراخی به قطر 5 تا 25 سانتی متر است که در زمین حفر می شود و اندازه دقیق این قطر بستگی به نوع خاک مورد مطالعه دارد. گمانه چاهی با قطر کوچک است که در آزمایشات خاک اهمیت دارد. این گمانه ها می توانند به صورت عمودی، افقی یا شیب دار حفر شوند و نقش اساسی در صنعت نمونه برداری از مواد خاک، بررسی لایه های سطحی، ارسال تجهیزات و ابزار، مطالعه وضعیت خاک منطقه و … دارند. اکنون جریان آب در داخل گمانه وجود دارد. یا چاه باعث می شود که دانه های خاک از دیواره چاه جدا شده و وارد جریان آب شوند. البته میزان جدا شدن دانه های خاک از دیواره چاه به قطر دانه و شدت چسبندگی دانه خاک بستگی دارد.

منطقه محاسباتی به صورت مقطعی از چاه به شکل یک استوانه عمودی طراحی شده است. قسمت داخلی دامنه مربوط به مساحت جریان آب و قسمت بیرونی دامنه مربوط به مساحت خاک است. جریان آب با سرعت 1.6 m.s-1 به همراه ذرات خاک با سرعت 1 m.s-1 وارد قسمت مرکزی چاه شده و بر ذرات خاک اطراف اثر می گذارد.

روش های استفاده شده

از آنجایی که این پروژه مخلوطی از جریان آب و دانه های خاک را شبیه سازی می کند، یک جریان چند فازی باید تعریف شود. بنابراین، مدل چند فازی اویلری برای تعیین جریان دو فازی مایع-جامد استفاده شده است. به طوری که فاز اولیه جریان آب و فاز ثانویه دانه خاک است. به طور کلی از مدل چند فازی اویلرین در کاربردهایی مانند جریان های پر از ذرات با کسر حجمی بیش از 10 درصد برای فاز پراکنده یا بستر سیال یا جریان های دوغابی شامل مایع و جامد استفاده می شود. منطقه محاسباتی به صورت مقطعی از چاه به شکل یک استوانه عمودی طراحی شده است. قسمت داخلی دامنه مربوط به مساحت جریان آب و قسمت بیرونی دامنه مربوط به مساحت خاک است. جریان آب با سرعت 1.6 m.s-1 به همراه ذرات خاک با سرعت 1 m.s-1 وارد قسمت مرکزی چاه شده و بر ذرات خاک اطراف اثر می گذارد.

نتایج شبیه سازی جریان دیواره چاه