Metody różnic skończonych drugiego i trzeciego rzędu dokładności w rozwiązaniach równań konwekcyjno-dyfuzyjnych
Autorzy: Xiangwen Wang, Boyun Guo, Ali Ghalambor

Symulacja numeryczna jest powszechnie stosowanym narzędziem w projektowaniu procesów eksploatacji złóż ropy naftowej i gazu ziemnego. Obliczenia numeryczne są niezwykle czasochłonne, ze względu na wielkowymiarowe z dużą ilością oczek siatki, a także na czas potrzebny do przeprowadzenia pełnej symulacji. Handlowe oprogramowanie używane w inżynierii złożowej do rozwiązywania równań konwekcyjno-dyfuzyjnych wykorzystuje metody różnic skończonych o dokładności pierwszego rzędu. Te metody wprowadzają tzw. numeryczną dyspersję, której powodem jest zaniedbanie wyrazów wyższego rzędu w rozwinięciach w szereg Taylora. Numeryczna dyspersja zniekształca obraz rozwiązań.

Artykuł dotyczy właśnie tego problemu. Autorzy rozwinęli i sprawdzili dwa nowe algorytmy przyspieszające proces obliczeniowy i minimalizujące dyspersję numeryczną. Zbudowany formalizm obliczeń, to metody różnic skończonych o 2-gim i 3-cim rzędzie dokładności dla równania typu konwekcyjno-dyfuzyjnego, z oszacowaniem błędu wyrównującego. Efektem jest zredukowanie numerycznej dyspersji. Rezultaty obliczeń pokazały, że użycie tych metod może przyspieszyć przebieg symulacji komputerowych oraz otrzymać nachylenie konturu płynów wypierającego i wypieranego, wywołanego tylko przez współczynnik dyfuzji fizycznej.

Cały artykuł do pobrania w pliku PDF