新聞網訊（通訊員張轶）水利水電學院教授陳益峰、副教授胡冉在我校超級計算系統強大計算能力的支持下，通過大規模微米尺度下孔隙介質多相流數值模拟，發現了控制多相流界面穩定性的細觀機制。研究成果在地球科學領域權威期刊Geophysical Research Letters（《地球物理研究快報》）發表。

論文題為Wettability and flow rate impacts on immiscible displacement: A theoretical model（《濕潤性和流速對非混溶驅替的影響：一個理論模型》）。胡冉是第一作者，陳益峰為通訊作者，88858cc永利官网水資源與水電工程科學國家重點實驗室為第一單位。

研究人員發現，在孔隙介質中，當大粘度流體驅替小粘度流體時，由于毛細力對流體界面的失穩效應，多相流的驅替鋒面在大流速條件下表現為穩定流，而在小流速條件下表現為指流。這種“穩定-失穩”機制與介質的濕潤性密切相關。他們通過理論分析，提出了多相流流動模式相圖，揭示了濕潤性和流速如何控制指流的發生。進一步發現，在強親水條件下，多相流呈現出“角流”現象，他們根據大規模數值模拟結果，提出了“角流”發生的臨界條件。這種“角流”機制被廣泛應用于生物、醫學的微流體設計中。

▲ 非混溶驅替過程中兩相流流動模式相圖

該研究提出了多相流界面失穩的臨界條件模型，揭示了流體界面“穩定-失穩”的細觀機制，實現了對非混溶驅替過程中流體界面穩定性的控制，對于優化流動效率具有重要意義。

研究得到國家自然科學基金面上項目的資助以及88858cc永利官网超算中心的支持。