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Verification of two-dimensional LBM-DEM coupling approach and its application in modeling episodic sand production in borehole

引用

Petroleum 2017年第2期3卷 179-189页

作者： Yanhui Han Peter Cundall Department of Civil Environmental and Geo-EngineeringUniversity of MinnesotaUnited States Aramco Services Company Aramco Research CenterHoustonUnited States

The lattice Boltzmann method(LBM)is implemented in the Particle Flow Code(PFC)as a pore-scale CFD module and coupled with the particulate discrete element assemblage in PFC using an immersed boundary *** implementation of LBM and LBM-PFC coupling is validated with the analytical solutions in a couple of hydrodynamics and fluid-particle interaction problems,i.e.,the accuracy of LBM as a CFD solver is verified by solving channel flow driven by a pressure gradient for which the closed-form solution is also derived;the accuracy of LBM-PFC coupling is validated by solving flow across a cylinder,Taylor-Couette flow,Karman vortex street,and fluid flow through a cylinder *** demonstrate potential applications of this coupling code,a perforation cavity subjected to axial fluid flush is then tested,showing that the collapse and reconstruction of sand arch in the perforation cavity can be reproduced in this coupling *** developed system is ready for exploring more complicated physical issues involved in sand production.

关键词： Lattice Boltzmann method Distinct element method Pore-scale fluid flow fluidesolid interaction Perforation cavity

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