تخمین اندازه حفره ها و نفوذپذیری در محیط متخلخل با استفاده از پردازش تصویر

در این پژوهش با تصویربرداری از بستر ذرات کروی و استفاده از پردازش تصویر، اطلاعات ریخت شناختی محیط متخلخل نظیر توزیع اندازه ذرات و حفره ها، تعداد ذرات و تخلخل استخراج شد. با بررسی داده های به دست آمده، مشاهده شد که نسبت میانگین قطر حفره ها به میانگین قطر ذرات با تخلخل رابطه لگاریتمی دارد. با توجه به اهمیت محاسبه ضریب نفوذپذیری در محیط های متخلخل، از مدل شبکه حفره ای استفاده شد. برای ساخت شبکه حفره ای کلیه اطلاعات استخراج شده از تصویر به کار رفت. بعد از اعمال معادلات حاکم در شبکه، توزیع فشار، دبی جریان و درنتیجه ضریب نفوذپذیری حساب شد. نتایج حاصل از شبیه سازی برای اعتبارسنجی با ضریب نفوذپذیری اندازه گیری شده در آزمایش و معادلات تجربی کارمن-کوزنی و ربانی و همکاران مقایسه و مشاهده شد که نتایج آزمایشگاهی با نتایج مدل شبکه حفره ای به دلیل در نظر گرفتن ساختار داخلی محیط متخلخل به صورت حفره ها و گلویی ها مطابقت بیشتری دارد.