Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science
  • ВОДОСНАБЖЕНИЕ, КАНАЛИЗАЦИЯ,
    СТРОИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
  • Расчет профилей осадка двухчастичной суспензии в пористой среде
  • УДК 624.131.4 DOI: 10.33622/0869-7019.2020.11.110-114
    Галина Леонидовна САФИНА, кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной математики, e-mail: safinagl@mgsu.ru
    ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), 129337 Москва, Ярославское ш., 26
    Аннотация. Моделирование фильтрации суспензии в пористой среде применяется при проектировании туннелей и подземных сооружений. Изучение переноса и задержания частиц в порах грунта позволяет правильно подобрать раствор для укрепления грунта и создания водонепроницаемых перегородок. Рассматривается одномерная модель долговременной глубинной фильтрации в пористой среде суспензии с частицами двух размеров. Предполагается, что частицы задерживаются на входе пор, если размер частицы превосходит диаметр поры. Строятся профили осадков больших и малых частиц, а также полного осадка для различных моментов времени. Показано, что профили больших частиц всегда монотонно убывают, профили малых частиц немонотонны, а характер монотонности профиля полного осадка зависит от параметров задачи. Графики немонотонных профилей имеют точку максимума, движущуюся от входа к выходу пористой среды при увеличении времени. Найдена предельная скорость движения точек максимума профилей осадка малых частиц и полного осадка. С помощью разработанных методов решения задачи двухчастичной суспензии получены новые результаты в теории фильтрации.
    Ключевые слова: суспензия, фильтрация, пористая среда, профиль осадка, математическая модель.
  • ЛИТЕРАТУРА
    1. Bedrikovetsky P. Mathematical theory of oil and gas recovery: with applications to ex-USSR oil and gas fields [Математическая теория добычи нефти и газа: с приложениями к месторождениям нефти и газа бывшего СССР]. Springer Science & Business Media Publ., 2013, 576 p.
    2. Civan F. Reservoir formation damage, 3rd ed. [Повреждение подземного пласта, изд. 3-е]. Gulf Professional Publishing, Burlington, MA, USA, 2015, 1042 p.
    3. Tsuji M., Kobayashi S., Mikake S., Sato T., Matsui H. Post-grouting experiences for reducing groundwater inflow at 500 m depth of the mizunami underground research laboratory [Опыт после заливки цементным раствором для снижения притока подземных вод на глубине 500 м в подземной исследовательской лаборатории Мидзунами]. Procedia Engineering, 2017, vol. 191, pp. 543-550.
    4. Tien C. Principles of filtration [Основы фильтрации]. Elsevier Publ., Oxford, 2012, 360 p.
    5. Herzig J. P., Leclerc D. M., Legoff P. Flow of suspensions through porous media - application to deep filtration [Поток суспензии через пористую среду - применение для глубокой фильтрации]. Industrial and Engineering Chemistry, 1970, vol. 62(5), pp. 8-35.
    6. Vyazmina E. A., Bedrikovetsky P. G., Polyanin A. D. New classes of exact solutions to nonlinear sets of equations in the theory of filtration and convective mass transfer [Новые классы точных решений нелинейных систем уравнений теории фильтрации и конвективного массопереноса].Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 2007, vol. 41(5), pp. 556-564.
    7. Kuzmina L. I., Osipov Yu. V., Zheglova Yu. G. Analytical model for deep bed filtration with multiple mechanisms of particle capture [Аналитическая модель глубинной фильтрации с несколькими механизмами захвата частиц]. International Journal of Non-Linear Mechanics, 2018, vol. 105, pp. 242-248.
    8. Zhang H., Malgaresi G. V., Bedrikovetsky P. Exact solutions for suspension-colloidal transport with multiple capture mechanisms [Точные решения для суспензионно-коллоидного транспорта с несколькими механизмами захвата]. International Journal of Non-Linear Mechanics, 2018, vol. 105, pp. 27-42.
    9. Fogler H. S. Elements of chemical reaction engineering [Элементы инженерии химических реакций]. Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ, 2006, 87 p.
    10. Kuzmina L., Osipov Yu. Deep bed filtration with multiple pore-blocking mechanisms [Фильтрация в глубоком слое с несколькими механизмами блокировки пор]. MATEC Web of Conferences, 2018, vol. 196, 04003.
    11. Wang S. An improved high order finite difference method for non-conforming grid interfaces for the wave equation [Улучшенный метод конечных разностей высокого порядка для несовместимых интерфейсов сетки для волнового уравнения]. Journal of Scientific Computing, 2018 , vol. 77, pp. 775-792.
    12. Osipov Y., Safina G., Galaguz Y. Calculation of the filtration problem by finite differences methods [Расчет задачи фильтрации методами конечных разностей]. MATEC Web of Conferences, 2018, vol. 251, 04021.
    13. Galaguz Yu. P., Safina G. L. Modeling of particle filtration in a porous medium with changing flow direction [Моделирование фильтрации частиц в пористой среде при изменении направления потока]. Procedia Engineering, 2016, vol. 153, pp. 157-161.
    14. Safina G. L. Numerical solution of filtration in porous rock [Численное решение задачи фильтрации в пористой среде]. E3S Web of Conferences, 2019, vol. 97, 05016.
    15. Crist J. T., Zevi Y., McCarthy J. F., Throop J. A., Steenhuis T. S. Transport and retention mechanisms of colloids in partially saturated porous media [Механизмы переноса и удержания коллоидов в частично насыщенных пористых средах]. Vadose Zone Journal, 2005, vol. 4(1), pp. 184-195.
    16. Riisgard H. U., Larsen P. Particle-capture mechanisms in suspension-feeding invertebrates [Механизмы захвата частиц у беспозвоночных, питающихся суспензией]. Marine Ecology Progress Series, 2010, vol. 418, pp. 255-293.
    17. You Z., Bedrikovetsky P., Badalyan A., Hand M. Particle mobilization in porous media: temperature effects on competing electrostatic and drag forces [Мобилизация частиц в пористой среде: влияние температуры на конкурирующие электростатические силы и силы сопротивления]. Geophysical Research Letters, 2015, vol. 42(8), pp. 2852-2860.
    18. Borazjani S., Bedrikovetsky P. Exact solutions for two-phase colloidal-suspension transport in porous media [Точные решения для транспортировки двухфазной коллоидной суспензии в пористых средах]. Applied Mathematical Modeling, 2017, vol. 44, pp. 296-320.
    19. Kuzmina L. I., Nazaikinskii V. E., Osipov Yu. V. On a deep bed filtration problem with finite blocking time [О задаче глубокой фильтрации с конечным временем блокировки]. Russian Journal of Mathematical Physics, 2019, vol. 26(1), pp. 130-134.
    20. Yang S., Russell T., Badalyan A., Schacht U., Woolley M., Bedrikovetsky P. Characterisation of fines migration system using laboratory pressure measurements [Определение характеристик системы миграции мелких частиц с помощью лабораторных измерений давления]. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2019, vol. 65, pp. 108-124.
    21. Vaz A., Maffra D., Carageorgos T., Bedrikovetsky P. Characterisation of formation damage during reactive flows in porous media [Характеристика повреждений пласта при реактивных течениях в пористых средах]. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2016, vol. 34, pp. 1422-1433.
  • Для цитирования: Сафина Г. Л. Расчет профилей осадка двухчастичной суспензии в пористой среде. Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 11. С. 110-114. DOI: 10.33622/0869-7019.2020.11.110-114.


НАЗАД