Project R-7968

Titel

VisioFlow: het ontwikkelen van mathematische modellen voor twee-fase stromingen in geologische poreuze media op basis van visualisatie experimenten

Abstract

Tientallen vragen in de geologie zijn gerelateerd aan stromingen door materialen zoals gesteenten, sedimenten en bodem. Deze processen moeten grondig begrepen worden op verschillende schalen, van de poriënschaal tot de veld-schaal. Bij veel van deze vragen gaat het om de stroming van twee of meerdere niet mengbare vloeistoffen. In dit geval is de stroming sterk beïnvloed door de oppervlaktes die de verschillende vloeistoffen scheiden op de schaal van poriën. In deze context is het ontwikkelen van nauwkeurige mathematische modellen uiterst belangrijk. De bestaande modellen hebben echter veel tekortkomingen omdat ze geen rekening houden met de dynamica van de scheidende oppervlaktes binnen poriën. Dit komt in het bijzonder door het gebrek aan kennis van deze dynamica. De gevolgen hiervan zijn verstrekkend, zeker wanneer men denkt aan toepassingen met de hoogste relevantie voor de maatschappij waarin twee-fase stromingen door poreuze media voorkomen: toegang tot zuiver drinkwater, bodemvervuiling en -sanering, geothermie, gas- en oliewinning of opslag, enz. Zulke voorbeelden zijn een pleidooi voor een rationale, wiskundige modellering aanpak, gebaseerd op het opschalen van modellen die ontwikkeld zijn op de porie schaal en die verschillende karakteristieken meenemen die geobserveerd en gemeten kunnen worden op die kleine schalen. In dit project zullen wiskundige modellen ontwikkeld worden voor nauwkeurige twee-fase stromingen in poreuze media. Deze modellen, die de stromingen op een grotere schaal (de veld schaal) beschrijven, zullen ontwikkeld worden door twee soorten technieken te combineren: beeldvormingsexperimenten op de schaal van poriën en wiskundig modelleren, alsook opschaling. Uitdagend is in het bijzonder het modelleren en opschaling van het gedrag en de dynamica van de scheidingsoppervlakten binnen poriën en dit tot op de grotere schaal van geologische materialen.

Periode

01 oktober 2017 - 30 september 2021