有限体積の液体において粘度差に由来する界面流動の新たな特性を発見
～実験と数値計算の融合で解明、石油回収や地下水汚染の高精度予測に期待～
Clarification by fusion of experiments and numerical calculations, expected for highly accurate prediction of oil recovery and groundwater pollution
学部生（当時）Hamirul Bin Othmanさん、長津雄一郎准教授、インド工科大学（ローパー校数学科）博士後期課程学生（当時）Vandita Sharmaさん、同Manoranjan Mishra准教授からなる国際共同研究チームは、実験と数値計算の融合研究により、多孔質媒質内で高粘性流体に低粘性流体を押し込んだ際に界面が不安定になり低粘性流体が指状に広がる現象（粘性フィンガリング VF）が、放射状に広がる有限体積の流体に形成される場合では、持続的な現象であることを発見しました。An international joint research team consisting of Hamirul Bin Othman (TUAT bacheloer student), Prof. Yuichiro Nagatsu, Vandita Sharma (PhD student IIT), Prof. Manoranjan Mishra (Indian Institute of Technology (School of Mathematics)) has discovered through a fusion study of experiments and numerical calculations that when a low-viscosity fluid is forced into a high-viscosity fluid in a porous medium, the interface becomes unstable and the low-viscosity fluid expands like fingers (viscous fingering VF), which is a persistent phenomenon when formed into a radially expanding finite volume fluid.
Detail: Journal of Fluid Mechanics (2021) https://doi.org/10.1017/jfm.2021.124
Viscous fingering of miscible annular ring.
今後の展開：Next:
「放射状に広がる有限体積の流体に形成されるVF」が、地層からの石油回収プロセスや地下水における汚染物質の拡散プロセスで発生していることがわかっており、本成果は、それらのプロセスにおける現象予測の高精度化へ寄与することが期待されます。It is known that “VF formed in a radially spreading finite volume of fluid” is generated in the process of oil recovery from geological formations and the process of pollutant diffusion in groundwater, and this result is expected to contribute to the improvement of the accuracy of phenomenon prediction in these processes.