Une nouvelle étude pourrait réviser une théorie vieille de 60 ans sur l'écoulement de liquides visqueux
(en haut) Doigté visqueux dans la cellule Hele-Shaw qui est un mince espace entre deux plaques parallèles. (en bas) Schémas du entièrement miscible, interface non miscible et partiellement miscible et résultats expérimentaux de doigté visqueux dans chaque système. Le modèle de doigté visqueux classique pour les systèmes entièrement miscibles et non miscibles est observé. Étonnamment, dans les systèmes partiellement miscibles, nous observons un motif de formation de gouttelettes multiples :il s'agit d'un nouveau changement topologique du motif de doigté visqueux. Crédit :Yuichiro Nagatsu/TUAT, Takahiko Ban/ Université d'Osaka, Manoranjan Mishra/IIT Ropar
L'équipe collaborative internationale de l'Université d'agriculture et de technologie de Tokyo (TUAT) au Japon, Institut indien de technologie Ropar (IIT Ropar) en Inde, et l'Université d'Osaka au Japon a découvert pour la première fois un changement topologique du doigté visqueux (un de l'hydrodynamique interfaciale classique), qui est motivé par « une miscibilité partielle, " où les deux liquides ne se mélangent pas complètement avec une solubilité finie. Ce changement topologique provient d'une séparation de phase et du mouvement spontané qu'elle entraîne. C'est un phénomène qui ne peut pas être vu avec un système complètement mélangé (entièrement miscible) avec une solubilité infinie ou non miscible système sans solubilité.
Les chercheurs ont publié leurs résultats dans le Journal de mécanique des fluides le 30 juin, 2020.
Lorsqu'un fluide moins visqueux déplace un fluide plus visqueux dans un milieu poreux, l'interface entre les deux fluides devient hydrodynamiquement instable et se déforme en forme de doigt. Ce phénomène est techniquement appelé « Doigté visqueux (VF) ». Depuis les années 1950, la VF a été étudiée comme un problème de dynamique des fluides. Puis, il est maintenant largement connu que les propriétés peuvent être classées en fonction du temps que les deux fluides sont totalement miscibles ou non miscibles. La dynamique de doigté visqueux aide à comprendre le processus de déplacement des fluides dans les milieux poreux dans les réactions et la séparation dans les processus chimiques, ainsi que dans la récupération assistée du pétrole et le CO 2 séquestration.
"Il a longtemps été souligné que le doigté visqueux dans des fluides partiellement miscibles se produit dans des processus souterrains avec des conditions de haute pression, comme la récupération du pétrole et le CO 2 espace de rangement. Cependant, un tel doigté visqueux a été théoriquement étudié ces dernières années, " a déclaré le Dr Nagatsu, l'un des auteurs correspondants de l'article et professeur agrégé au département de génie chimique de l'Université d'agriculture et de technologie de Tokyo (TUAT). « Des études expérimentales sur une telle VF n'ont pas du tout été réalisées. L'une des raisons est que les chercheurs en mécanique des fluides n'ont pas utilisé de conditions expérimentales partiellement miscibles à température ambiante et à pression atmosphérique. »
