高含水油田孔喉中液滴的运移动力学对采收率至关重要，主要受液滴界面性质的控制。在纳米颗粒驱油中，纳米颗粒表面活性剂吸附在油滴界面上，形成一个主要表现出弹性特性的“固体状”界面。由于弹性界面对液滴变形的影响，被弹性界面包裹的液滴在通过孔喉的过程中会出现新的行为。本文建立了弹性界面模型，并与计算流体力学方法耦合，进一步研究了弹性界面包裹液滴的输运动力学行为。
图1 对称与非对称孔喉中弹性界面液滴运移示意图
我们的研究表明，弹性界面降低了液滴通过孔喉的能力。具体而言，弹性界面液滴通过孔喉所需的临界毛细数高于表面张力界面液滴。弹性界面限制了液滴通过孔喉时的变形和速度。此外，增加孔喉结构的非对称性会提高液滴通过孔喉时所需要的临界毛细数。在不同的非对称条件下，弹性界面对液滴在孔喉内运移的限制作用是一致的。
图2 对称孔喉中表面张力液滴和弹性界面液滴的运移动力学行为相图
团队介绍
和龙，男，1991年10月生，副教授，工学博士。从事微尺度多相流动力学理论及新型原油提高采收率技术开发工作。2020年博士毕业于西安交通大学，师从白博峰教授，2016-2017年，美国斯坦福大学联合培养博士。近年来，主持国家自然科学基金项目1项，入选2022年西安市科协青年人才托举计划，入选陕西科技大学高水平博士计划。在J. Colloid. Interf. Sci.、Phys fluids、Chem. Eng. Sci.、J. Fluid Mech.等期刊发表论文28篇（其中第一作者13篇，中科院一区9篇），单篇最高被引84次。国家自然科学基金工程热物理学科评审专家，2022、2023、2024年全国节能减排大赛评审专家，担任the 5th International Symposium on Thermal-Fluid Dynamics (ISTFD 2024)、工程热物理学会多相流分会等国内外会议分会主席，Phys fluids、Colloid Surface A、Measurement等国际期刊审稿人。
文章信息
Transport dynamics of droplets encapsulated by an elastic interface in pore throats
Long He (和龙) *, Wenjing He (何文静) , Saipin Wang (王赛品) , Rui Lou (娄瑞) , Tong Ren (任彤) , Hao Cui (崔昊) , Yiwen Tao (陶亦文) , Yuejin Yuan (袁越锦) *
Physics of Fluids 36, 092101 (2024)
https://doi.org/10.1063/5.0227161
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期刊介绍
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