黏弹性流体系统附壁液滴剪切变形及运动研究

王宁宁; 倪旺来; 王东; 刘海湖

应用力学学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (1) : 212 -222.

王宁宁, 倪旺来, 王东, 刘海湖

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摘要

附壁液滴的变形和运移与残余油的微观驱油效率密切相关，鉴于聚合物驱替液及稠油均可表现出黏弹性流变性质，阐明两相流体黏度等物性条件对黏弹性流体系统附壁液滴行为的影响机制十分必要。采用黏弹性流体两相流格子玻尔兹曼方法，结合接触角几何公式处理润湿边界条件，开展了线性剪切流中Oldroyd-B黏弹性环境流体内牛顿液滴(N/V系统)及牛顿环境流体内Oldroyd-B黏弹性液滴(V/N系统)在两相流体黏度比m、黏弹性流体溶剂黏度比β影响下的稳态变形及运移规律研究。结果表明：N/V系统聚合物的拉伸在界面尖端外侧及前进接触线附近最为显著，形成弹性拉力促进铺展；随β降低(弹性增强),润湿面积增加，表面积减小；随m增加，润湿面积增加，表面积增大；N/V液滴移动速度在m<1.5时，随β降低而升高；但m≥1.5时，液滴所受总驱动力在β较小时因液滴高度显著降低而减小，导致其移动速度随β降低而减慢。V/N液滴内聚合物拉伸在后退接触线附近更强，抑制液滴铺展；m≤1时润湿面积受m及β影响不大；m>1时润湿面积随m增加、β升高而增大。V/N液滴表面积受m和β的影响与N/V液滴趋势相一致，且两系统内液滴移动速度均随m增加而减小，但V/N液滴在各m条件下始终在β较小时移动速度略高。