徑向收斂指形流之常數與時變抽取流率效應

指形流泛指一種流動界面不穩定現象，時常發生於低黏度流體驅替高黏度流體時。對於工業應用，指狀介面將降低流體驅替的效果，因此研究流體介面指狀化實具有重要的意義。現今文獻提出優化時變流率，針對徑向擴張流抑制介面指形獲得良好的成效，雖然其理論亦適用於徑向收縮流，然而卻無優化時變流率對於徑向收縮流的成功案例，對於中心抽出的流場，尚存在未知因素與問題需要克服。我們推測這可能肇因於：徑向收縮流之時變流率產生之初期介面速度過大，或流體相對濕潤性造成有效流動厚度變小。因此本計畫擬以實驗及理論計算，分析釐清時變抽出流率與流體濕潤性對於抑制多孔性流體介面指狀化的影響，並據以歸納提出增強流體驅替效率的可行設計方案。本研究以二年為期程，包含二個方向，第一年期程研究重點為澄清流體相對濕潤性造成有效流動厚度變小的原因，實驗分析流體介面速度與相對濕潤性對中心抽出之徑向收縮流的時變流率的影響；第二年期程研究重點則為理論建模與計算，進一步探討速度與壓力的分布，補足實驗觀察的不足，加速優化設計的時程。研究結果將為抑制多孔介質二相流介面指狀化提出具體可行的方法，促進流體驅替技術的進步。