• English
    • العربية
  • English
  • تسجيل الدخول
  • جامعة قطر
  • مكتبة جامعة قطر
  •  الصفحة الرئيسية
  • الوحدات والمجموعات
عرض التسجيلة 
  •   مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر
  • المستودع الرقمي لجامعة قطر
  • أكاديمية
  • مساهمة أعضاء هيئة التدريس
  • كلية الهندسة
  • الهندسة المدنية
  • عرض التسجيلة
  • مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر
  • المستودع الرقمي لجامعة قطر
  • أكاديمية
  • مساهمة أعضاء هيئة التدريس
  • كلية الهندسة
  • الهندسة المدنية
  • عرض التسجيلة
  •      
  •  
    JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

    Modeling of permeability impairment dynamics in porous media: A machine learning approach

    عرض / فتح
    اصدار الناشر (بإمكانك الوصول وعرض الوثيقة / التسجيلةمتاح للجميع Icon)
    اصدار الناشر (تحقق من خيارات الوصول)
    تحقق من خيارات الوصول
    1-s2.0-S0032591023010550-main.pdf (16.83Mb)
    التاريخ
    2023-12-13
    المؤلف
    Ahmed, Elrahmani
    Al-Raoush, Riyadh I.
    Ayari, Mohamed Arselene
    البيانات الوصفية
    عرض كامل للتسجيلة
    الملخص
    The prediction of clogging and permeability impairment dynamics in porous media is crucial for the optimization of various industrial and natural processes. This paper presents a novel machine learning-based approach for predicting the dynamics of throat clogging and permeability impairment due to fine migration within realistic porous media under varying hydro-physical conditions. A Computational Fluid Dynamics-Discrete Element Method (CFD-DEM) numerical framework, employing a four-way coupling scheme, was used to generate the data for training and validation of the Machine Learning Model (MLM). One hundred and twenty distinct CFD-DEM simulations were performed to generate over 190,000 data points, at throat level, for the training of the MLM. Simulation cases encompassing ranges of porous media geometry, fine particle size, flow velocity, fine particle concentration, grains surface roughness, and fines and grains zeta potential. Geometries of porous media were extracted from high-resolution 3D images of natural sand obtained using micro-computed tomography imaging. The developed MLM predicts the temporal evolution of clogged throats and permeability impairment. The MLM was established by connecting three Machine Learning Sub-Models (MLSMs). The first is a throat-classification MLSM; which classifies the throats based on their location and size to identify clogged throats. Subsequently, a pore volume regression MLSM is implemented to identify the pore volume at which each clogged throat becomes clogged. Finally, the permeability impairment regression MLSM predicts the permeability reduction based on the clogged throat's information and pore volumes associated with clogging. The throats classification in the final MLM showed an accuracy of 95% in predicting clogged throats when compared to direct CFD-DEM simulations whereas the prediction of the permeability impairment had an R-squared value of 0.99. The MLM developed in this study stands as a robust framework for precisely quantifying key microscale parameters; where its predictions were used to quantify the significance of altering the hydro-physical parameters on the microscale parameters of the clogging dynamics. The proposed MLM provides an accurate and fast prediction of porous media clogging and permeability impairment dynamics, with potential applications in various industries, including oil and gas, environmental engineering, and material science.
    معرّف المصادر الموحد
    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032591023010550
    DOI/handle
    http://dx.doi.org/10.1016/j.powtec.2023.119272
    http://hdl.handle.net/10576/54036
    المجموعات
    • الهندسة المدنية [‎867‎ items ]
    • وحدة الابتكار التكنولوجي والتعليم الهندسي [‎63‎ items ]

    entitlement


    مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر هو مكتبة رقمية تديرها مكتبة جامعة قطر بدعم من إدارة تقنية المعلومات

    اتصل بنا | ارسل ملاحظاتك
    اتصل بنا | ارسل ملاحظاتك | جامعة قطر

     

     

    الصفحة الرئيسية

    أرسل عملك التابع لجامعة قطر

    تصفح

    محتويات مركز المجموعات الرقمية
      الوحدات والمجموعات تاريخ النشر المؤلف العناوين الموضوع النوع اللغة الناشر
    هذه المجموعة
      تاريخ النشر المؤلف العناوين الموضوع النوع اللغة الناشر

    حسابي

    تسجيل الدخول

    إحصائيات

    عرض إحصائيات الاستخدام

    مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر هو مكتبة رقمية تديرها مكتبة جامعة قطر بدعم من إدارة تقنية المعلومات

    اتصل بنا | ارسل ملاحظاتك
    اتصل بنا | ارسل ملاحظاتك | جامعة قطر

     

     

    Video