低炭素社会構築のためのCCS

[1313-18-05] 初期界面厚さがレイリーテイラー不安定性流れの開始に与える影響

^○中西 佑児¹、王 蕾¹、末包 哲也¹ (1. 東京工業大学)

司会: 末包哲也（東京工業大学）

キーワード：初期界面厚さ、レイリーテイラー不安定性流れ、多孔質、二酸化炭素地価貯留技術

CCSにおいてCO2の溶解トラップへの移行時間は，貯留層多孔質内で生じる自然対流の影響を強く受ける．この自然対流は，混和性レイリーテイラー不安定性流れにより簡易的にモデル化することができる．不安定性不安定性が成長し，対流開始に要する時間は，二相の初期界面厚さに依存する．そこで，本研究では，X線CT装置を用いて多孔質内混和性レイリーテイラー不安定性流れの可視化を行い，初期界面厚さが対流現象に与える影響を解明した．初期界面厚さの増加とともに，対流開始に要する時間は増加する．この対流開始時間は，界面厚さを含んだ代表時間で無次元化した場合，レイリー数とペクレ数で表すことができる．また，対流開始時に発生するフィンガーの波数は界面厚さの増加によって減少する．初期界面厚さは対流開始直後の挙動に影響を与えるが，対流開始後十分に時間を経たときの現象は初期界面の影響を受けない．多孔質の高さを代表長さとした無次元数により，現象は支配されている．フィンガー進展速度と質量流束の収束値は初期界面厚さの影響を受けない．