شبیه سازی جریان سیال در محیط متخلخل واقعی با روش شبکه بولتزمن بر روی پردازنده های گرافیکی

در مطالعه حاضر از روش شبکه بولتزمن برای شبیه سازی جریان سیال در محیط متخلخل سه بعدی در مقیاس حفره در یک نمونه سنگ واقعی استفاده شده است . با توجه به قابلیت روش شبکه بولتزمن در پردازش موازی ، از این قابلیت بر روی کارت گرافیک به کمک برنامه نویسی کودا برای افزایش سرعت محاسبات بهره گرفته شده است . همچنین در کار حاضر یک مطالعه مقایسه ای بین مدل برخورد گشتاورهای مرکزی غیر متعامد و دو مدل برخورد تک و چند زمان آرامش برای اندازه گیری نفوذپذیری انجام شد. مقایسه نفوذپذیری بدست آمده از روش عددی پیشنهادی با حل های تحلیلی نشان می دهد که مدل برخورد گشتاورهای مرکزی غیرمتعامد دارای دقت بالا است و وابستگی نفوذپذیری به ویسکوزیته که یکی از مشکلات روش شبکه بولتزمن است را کم می کند. پس از صحت سنجی روش ارائه شده و اطمینان حاصل کردن از دقت روش، جریان سیال درون یک نمونه سنگ واقعی ارزیابی شده است . نتایج نشان می دهد که نفوذپذیری در واحد شبکه بدست آمده از حل عددی برابر با ۵۹۹.۰ و آزمایشگاهی برابر با ۵۳۲.۰ می باشد که نشان دهنده دقت بالای این روش عددی در شبیه سازی جریان سیال در محیط های متخلخل واقعی است . همچنین نتایج حاکی از آن است که استفاده از پردازش موازی بر روی کارت گرافیک سرعت محاسبات را تا ۲۰ برابر افزایش می دهد.