ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دراسة رياضية و نمذجة رقمية لجريان سائل وحيد الطور في وسط مسامي أحادي البعد

Mathematical study and numerical modeling of the single phase fluid flow in the one-dimensional porous media

2688   1   116   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2014
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

تعتبر عمgيات استثمار المكامن النفطية من أهم مراحل الصناعة النفطية. فالجدوى الاقتصادية لمكمن المستثمر ترتبط بالتخطيط الصحيح و الفهم الدقيق لخصائص المكمن بمكوناته الصخرية و السوائل التي ترتشح ضمن وسطه المسامي. إن التعقيد الذي تتميز به الأوساط المسامية الصخرية الحاملة للمواد الهيدروكربونية، ذات التحولات الطورية المقرونة بظواهر حرارية و فيزيوكيميائية، تجعل من الطرق الكلاسيكية المعتمدة لدراسة المكمن و التخطيط لاستثماره غير دقيقة و غير كافية للتنبؤ بسلوك و أداء المكمن. بدأ الاعتماد حديثاً على طريقة المحاكاة و النمذجة الرياضية التي تمكننا من التقليل من المخاطر في اتخاذ القرار المتعلق بطريقة الاستثمار الامثل، لتحقيق أفضل جدوى إقتصادية ممكنة. و ذلك من خلال ما توفره هذه الطريقة من قدرة تنبؤية تساعد على فهم أفضل لسلوك و أداء المكمن بشرط توفر المعطيات اللازمة لحل النموذج الرياضي المعاير، بطريقة تحليلية أو رقمية . نورد في هذا البحث، صياغة نموذج رياضي لمكمن متجانس أحادي البعد يرتشح ضمنه سائل وحيد الطور، و طريقة الحل الرقمي لهذا النموذج الرياضي، و تطبيق النموذج المصاغ لمحاكاة مكمن ببئر حقن و أخرى للإنتاج و آلية توزع الضغط في الطبقة المنتجة بين البئرين .


ملخص البحث
يهدف هذا البحث إلى تطوير نموذج رياضي ونمذجة رقمية لجريان سائل وحيد الطور في وسط مسامي أحادي البعد. يعتبر استثمار المكامن النفطية من أهم مراحل الصناعة النفطية، حيث تعتمد الجدوى الاقتصادية على التخطيط الصحيح والفهم الدقيق لخصائص المكمن. نظراً لتعقيد الأوساط المسامية الصخرية الحاملة للمواد الهيدروكربونية، فإن الطرق التقليدية لدراسة المكمن غير دقيقة وغير كافية للتنبؤ بسلوكه وأدائه. لذلك، يعتمد البحث على المحاكاة والنمذجة الرقمية لتقليل المخاطر وتحقيق أفضل جدوى اقتصادية. يتم في البحث صياغة نموذج رياضي لمكمن متجانس أحادي البعد يرتشح ضمنه سائل وحيد الطور، وتقديم طريقة الحل الرقمي لهذا النموذج وتطبيقه لدراسة توزع الضغط في الطبقة المنتجة بين بئر الحقن وبئر الإنتاج. يعتمد النموذج على معادلات تفاضلية جزئية تصف العلاقة بين السائل والوسط المسامي، ويستخدم طريقة الفروق المنتهية لإيجاد الحل الرقمي. يتم اختبار النموذج من خلال محاكاة مكمن نفطي ودراسة تغيرات الضغط على امتداد الطبقة المنتجة خلال فترات زمنية محددة. النتائج تظهر قدرة النموذج على التنبؤ بتوزع الضغط وضبط مؤشرات الإنتاج واختيار مواقع آبار الحقن والإنتاج.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعتبر البحث خطوة مهمة في مجال نمذجة ومحاكاة المكامن النفطية، حيث يقدم نموذجاً رياضياً ورقمياً يمكن استخدامه لتقليل المخاطر وتحقيق أفضل جدوى اقتصادية. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض النقد البناء للبحث. أولاً، النموذج يعتمد على فرضيات تبسيطية مثل التجانس وعدم الانضغاطية، والتي قد لا تعكس الواقع المعقد للمكامن النفطية بشكل دقيق. ثانياً، الحل الرقمي يعتمد على طريقة الفروق المنتهية التي قد تكون غير دقيقة في بعض الحالات وتتطلب تحسينات إضافية. ثالثاً، البحث يركز على جريان سائل وحيد الطور، بينما في الواقع يمكن أن تكون المكامن النفطية متعددة الأطوار مما يتطلب نماذج أكثر تعقيداً. أخيراً، يمكن تحسين البحث من خلال تقديم دراسات حالة إضافية وتطبيقات عملية للنموذج المقترح.
أسئلة حول البحث
  1. ما هو الهدف الرئيسي من البحث؟

    الهدف الرئيسي من البحث هو تطوير نموذج رياضي ونمذجة رقمية لجريان سائل وحيد الطور في وسط مسامي أحادي البعد، واستخدام هذا النموذج لتقليل المخاطر وتحقيق أفضل جدوى اقتصادية في استثمار المكامن النفطية.

  2. ما هي الطريقة المستخدمة لحل النموذج الرياضي في البحث؟

    يستخدم البحث طريقة الفروق المنتهية لحل النموذج الرياضي بشكل رقمي، حيث يتم تقريب المشتقات وحسابها لإيجاد الحل التقريبي للمشتقات.

  3. ما هي الفرضيات التبسيطية التي يعتمد عليها النموذج؟

    يعتمد النموذج على فرضيات تبسيطية مثل التجانس وعدم الانضغاطية لجريان السائل في الوسط المسامي.

  4. كيف يمكن تحسين البحث في المستقبل؟

    يمكن تحسين البحث من خلال تقديم دراسات حالة إضافية وتطبيقات عملية للنموذج المقترح، وكذلك من خلال تطوير نماذج تأخذ في الاعتبار تعددية الأطوار وتعقيد الأوساط المسامية بشكل أكبر.


المراجع المستخدمة
ODEH A.S, 1982 - An overview of mathematical modeling of the behavior of hydrocarbon reservoirs. Society of industrial applied mathematics review 24, No.3, 263
MUSKAT M, 1982 - The flow of homogeneous fluids through porous media. International Human resources development Corporation, Boston, 470
BEAR J, 1988 - Dynamics of fluids in porous media. Dover Publication Inc, New York city, 196
قيم البحث

اقرأ أيضاً

تعتبر دراسة ظاهرة الغاطس الديناميكي في السفن من الموضوعات المهمة في علم هيدروديناميك السفن نظراً لارتباطها بأمن الملاحة البحرية و النهرية خاصةً في الوقت الحالي بعد الازدياد السريع في حجم السفن و سرعات تشغيلها. و يستخدم لتحقيق ذلك العديد من الطرائق ال تي تتفاوت في دقتها و سهولة امكانياتها. يهدف هذا البحث إلى إعداد نموذج رقمي ثلاثي البعد و ذلك لتحليل ظاهرة الغاطس الديناميكي للسفينة في الأقنية من خلال التقنيات الرقمية، باستخدام البيئات البرمجية المتقدمة لاستخراج حقول السرعة و حقول الضغط للجريان الحاصل حول بدن السفينة و التي تؤثر بشكل مباشر على هذه الظاهرة. لإعداد النموذج ثلاثي البعد و تمثيل الظاهرة و دراسة الجريان اللزج، تمت المحاكاة بالاستعانة ببرامج رقمية متقدمة مثل Gambit وAnsys Fluent. تم حساب الغاطس الديناميكي للسفينة و دراسة تأثير السرعة للسفينة و معامل انسداد القناة على هذه الظاهرة. تم التأكد من فاعلية البرامج الرقمية في تمثيل هذه الظاهرة، و مقارنة نتائجنا مع طرق أخرى حسابية و تجريبية لحساب الغاطس الديناميكي للسفينة في الأقنية.
عندما يحدث الانسكاب النفطي، فإنه من الضروري جدا أن يتم الإسراع قدر الإمكان في الإجراءات اللازمة من أجل تقليل الأضرار الناجمة و التي يمكن أن تؤثر على الإنسان و الطبيعة في نفس الوقت. بالتالي، و من أجل أن يتم القيام بالعمليات الضرورية في الوقت المناسب ا لذي يلي الحادثة مباشرة، تم في هذا البحث تطوير نموذج رقمي ثنائي البعد من أجل دراسة أهم العمليات التي تحدث للبقعة النفطية حال انسكابها من السفن على سطح البحر، ألا و هي عملية الانتشار السطحي، كما تم الأخذ بالاعتبار كل من عمليتي التبخر و الانحلال و التي تؤدي إلى فاقد لابأس به من كمية المادة النفطية سواء في الجو أو في عمود الماء أسفل البقعة النفطية، بالإضافية إلى نمذجة هذه العمليات للانسكاب النفطي المنتشر على سطح البحر باستخدام الطريقة التجريبية. بعدئذ، تم إنشاء سيناريوهات للانسكاب النفطي، و من ثم اختبار انتشار البقعة النفطية ذات الكثافة و الموضع الابتدائي المعروفين، و باستخدام الــ MATLAB، و أخيرا تم إجراء محاكاة للتدفق و مناقشتها أيضا.
تعد دراسة الحالة الكهرومغناطيسية في الآلات و الأجهزة الكهربائية بمختلف مكوناتها أمراً بالغ الأهمية، و خاصة في مجال التصميم و الاستثمار و الأداء الأمثل. و يستخدم لتحقيق ذلك العديد من الطرائق التي تتفاوت بدرجة دقتها و سهولة إمكانياتها. يهدف هذا البحث إلى دراسة الحقول الكهرومغناطيسية في المحركات التحريضية ثلاثية الطور من خلال التقنيات الرقمية لتحليلها، باستخدام البيئات البرمجية المتقدمة لإيجاد محددات الحقول و معاملاتها و توزعها في هذه الآلات، لأن هذه الحقول تشكل المبدأ الأساسي في عمل هذه المحركات. استخدمت في هذا البحث طريقة العناصر المنتهية بمساعدة الحاسوب لحل المعادلات المغناطيسية المعقدة انطلاقاً من معادلات ماكسويل. تم تحقيق الدراسة بمحاكاة الحقل المغناطيسي في الآلة التحريضية بمساعدة الحزمة البرمجية ANSYS. من خلال النتائج العملية للنمذجة تبين لنا إمكانية دراسة أداء الآلة التحريضية انطلاقاً من تحديد توزع الحقول الكهرطيسية في الأجزاء المختلفة منها بهدف الحصول على التصميم الأمثل للآلة .
تم في هذا البحث بناء نموذج لنظام قيادة كهربائي يستخدم محرك تحريضي ثلاثي الطور ذي دائر مقصور باستخدام طريقة الحقل الموجه و ذلك للتحكم بكل من السرعة، الفيض و التيار. تم استخدام منظمات تناسبية تكاملية في دارة التحكم، أما نموذج الآلة فتم تشكيله بالاعتماد على معادلات الآلة التحريضية المكتوبة في الإحداثيات الثابتة. لإتمام عملية التحكم دون قياس فيض الدائر تم بناء نموذج للفيض انطلاقاً من القيم المقاسة لكل من تيار الثابت و سرعة الدائر التي يمكن قياسها بشكل مباشر و تم التحقق من النموذج بنتائج تم الحصول عليها باستخدام بيئة Matlab-Simulink.
تطورت نظم معالجة الإشارة Systems Processing Signal تطوراً ملحوظاً و سريعاً، و أتى هذا التطور نتيجة لتوافر تقانات حديثة للنظم الإلكترونيـة مـن جهـة، و نتيجـة لتحقيـق خوارزميات حساب متقنة و فعالة لمعالجة الإشارة من جهة أخرى. من أهم تطبيقات معالجة ال إشارة، هي تقانات معالجة الـصور Processing Image . و تعـد عملية الاعتيـان Sampling من العمليات الأساسية و المهمة في معالجة الإشارة التي نحصل منها على عينات يمكن أن تمثل الصورة الأساسية بشكل مثالي. نقدم في هذه المقالة خوارزمية فعالة لترتيب العينات أحادية البعد من الصور ثنائية البعـد، تمكّننا من الحصول على سلسلة عينات تتميز بقدرتها على تمثيل الصور من حيـث البنيـة العامة و من حيث الحفاظ على الترابط الجواري لنقاط الصورة من جهة، و الـسماح بـإجراء معالجات لاحقة بكلفة حسابية أقل من جهة أخرى.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا