Theory and numerical applications of compositional multi-phase flow in porous media

摘要: For many multi-phase flow and transport processes in porous media, miscibility of the constituent components (i.e., chemical compounds fluids) is a non-negligible part governing physics. This thesis covers several theoretical numerical aspects such flows. First, continuum-scale equations are motivated starting from molecular scale. Then, techniques to discretize these presented while keeping their parallel implementation by computer programs mind. After theoretical, numerical, implementation-related flows covered, this examines some sample applications illustrate various computational physical properties Finally, concluded list related fields which it does not cover given. The main contribution scientific state art proposal non-linear complementarity problem (NCP) based model assumptions handle phase transitions compositional simulations media as well an extensive evaluation its relative established approaches - primary variable switching (PVS) black-oil models. Fur viele Stromungsprozesse porosen Medien ist Mischbarkeit der chemischen Komponenten aus denen sich die Fluidphasen zusammensetzen ein nicht vernachlassigbarer Teil zu betrachtetenden physikalischen Vorgange. Diese Dissertation bearbeitet verschiedene theoretische und numerische Aspekte solcher Stromungen. Zuerst werden kontinuumsskaligen Gleichungen mithilfe molekularen Skala motiviert. Anschliesend Diskretisierungstechniken fur diese besprochen, wobei ihre Implementierung parallelen Computerprogrammen mitberucksichtigt wird. Nachdem theoretischen, numerischen Implementierungsabhangigen aspekte dieser Stromungen behandelt wurden, betrachtet einige Beispielanwendungen um verschiedenen physischen eigenschaften untersuchen. Zuletzt wird kurzer Ausblick auf weiterfuhrende Themen gegeben, im Rahmen Arbeit besprochen konnten. Der Hauptbeitrag zum Stand Forschung Behandlung von Phasenubergangen als nichtlineare Komplementaritatsprobleme (NCP), sowie ausfuhrliche Untersuchung Eigenschaften Herangehensweise Vergleich existierenden Modellen wie beispielsweise dem Primarvariablentauschmodell Black-Oil Modell.