شبيه سازي جريان سيال در محيط متخلخل واقعي با روش شبكه بولتزمن بر روي پردازنده هاي گرافيكي

در مطالعه حاضر از روش شبكه بولتزمن براي شبيه سازي جريان سيال در محيط متخلخل سه بعدي در مقياس حفره در يك نمونه سنگ واقعي استفاده شده است. با توجه به قابليت روش شبكه بولتزمن در پردازش موازي، از اين قابليت بر روي كارت گرافيك به كمك برنامه نويسي كودا براي افزايش سرعت محاسبات بهره گرفته شده است. همچنين در كار حاضر يك مطالعه مقايسه اي بين مدل برخورد گشتاورهاي مركزي غير متعامد و دو مدل برخورد تك و چند زمان آرامش براي اندازه گيري نفوذپذيري انجام شد. مقايسه نفوذپذيري بدست آمده از روش عددي پيشنهادي با حل هاي تحليلي نشان مي دهد كه مدل برخورد گشتاورهاي مركزي غيرمتعامد داراي دقت بالا است و وابستگي نفوذپذيري به ويسكوزيته كه يكي از مشكلات روش شبكه بولتزمن است را كم مي كند. پس از صحت سنجي روش ارائه شده و اطمينان حاصل كردن از دقت روش، جريان سيال درون يك نمونه سنگ واقعي ارزيابي شده است. نتايج نشان مي دهد كه نفوذپذيري در واحد شبكه بدست آمده از حل عددي برابر با 0.599 و آزمايشگاهي برابر با 0.532 مي باشد كه نشان دهنده دقت بالاي اين روش عددي در شبيه سازي جريان سيال در محيط هاي متخلخل واقعي است. همچنين نتايج حاكي از آن است كه استفاده از پردازش موازي بر روي كارت گرافيك سرعت محاسبات را تا 20 برابر افزايش مي-دهد.