Strømningsteknikk

Avdeling for strømningsteknikk har lang erfaring med å kombinere eksperimentell forskning, matematisk modellering, og programvareutvikling for å øke forståelsen av komplekse strømningssystemer. Avdelingen er særlig kjent for sin rolle i utviklingen av OLGA, verdens ledende simulator for flerfasestrømning. OLGA regnes som en av Norges viktigste teknologiske innovasjoner og har spilt en sentral rolle i utviklingen av undervannsproduksjonsteknologi.

Aktivitetene våre bygger på to komplementære pilarer: eksperimentelt arbeid og numerisk modellering. Sammen gjør disse kompetanseområdene oss i stand til å utvikle, validere og forbedre simuleringsverktøy og tekniske metoder for et bredt spekter av strømningsrelaterte utfordringer.

Avdelingen driver avanserte laboratoriefasiliteter som understøtter både forskning og industriell innovasjon. Fasilitetene brukes til å produsere eksperimentelle data av høy kvalitet, validere modeller, teste utstyr og demonstrere ny teknologi. Gjennom flere tiårs erfaring har vi opparbeidet oss et solid omdømme for å bygge bro mellom grunnleggende vitenskap og praktiske anvendelser.

Det tverrfaglige teamet vårt består av forskere og ingeniører med kompetanse innen fluidmekanikk, anvendt matematikk, fysikk, kjemi, termodynamikk og beregningsvitenskap. Denne kombinasjonen av fagbakgrunner gjør oss i stand til å belyse komplekse problemstillinger fra flere perspektiver og levere robuste, vitenskapsbaserte løsninger.

Med røtter i Norges sterke tradisjon innen energiteknologi har avdelingen kontinuerlig utvidet sin kompetanse og sine bruksområder, samtidig som vi har beholdt oppmerksomheten på å videreutvikle kunnskapen om strømnings- og transportprosesser.

Avdeling for strømningsteknologi forsker på fluidstrømning, transportprosesser, varmeoverføring og termodynamiske fenomener, med særlig vekt på eksperimentelle og numeriske studier av komplekse systemer. Arbeidet vårt er hovedsakelig rettet mot olje og gass samt flerfasetransport av CO₂. Avanserte laboratoriefasiliteter og modelleringsverktøy gjør det mulig å gjennomføre detaljerte undersøkelser under et bredt spekter av forhold.

CO₂-transport og forståelse av strømningsoppførsel er avgjørende for teknologier for karbonfangst og -lagring (CCS). CO₂-loopen vår er utformet for å gjenskape driftsforhold som er relevante for både transport og injeksjon, og er derfor en viktig fasilitet for å forstå strømningsoppførselen i karbonhåndteringssystemer. Vi gjennomfører kontrollerte eksperimenter med både ren CO₂ og CO₂ som inneholder urenheter.

Forskningen på flerfasestrømning omfatter systemer med to eller tre faser, vanligvis olje, vann og gass, samt strømninger som inneholder faste partikler. Flerfaseloopen vår muliggjør kontrollerte eksperimenter i ulike strømningsregimer. Ved å bruke gass med høy tetthet kan vi gjenskape forhold som er representative for naturgass ved høyt trykk.

Vi forsker på CO₂- og flerfasestrømning, med vekt på transportfenomener som er relevante for CO₂- og petroleumssystemer. Vi gjennomfører eksperimenter med et bredt spekter av strømningskonfigurasjoner og driftsforhold. Fasilitetene våre omfatter rør med ulike diametere, noe som muliggjør systematiske studier av skaleringseffekter og gjør resultatene mer overførbare fra laboratoriet til reelle transportsystemer.

Det eksperimentelle arbeidet er tett integrert med numerisk modellering og simulering. Vi utvikler og anvender numeriske modeller for å studere strømningsdynamikk, faseinteraksjoner og transportmekanismer i komplekse systemer. Arbeidet omfatter både egenutviklet kode og kommersiell programvare og muliggjør detaljerte analyser av flerfasestrømning, CO₂-transport og relaterte energiprosesser under realistiske forhold.

I tillegg til strømningssimulering bruker vi beregningsmetoder til å tolke og analysere eksperimentelle målinger, inkludert data fra avanserte instrumenter og visualiseringsteknikker. Ved å kombinere eksperimenter, numeriske modeller og simuleringsverktøy styrker vi den fysiske forståelsen, validerer modellenes prediksjonsevne og øker tilliten til utforming og drift av energi- og karbonhåndteringssystemer.

På tvers av forskningsområdene kombinerer vi eksperimentelle data, teoretisk forståelse, numerisk modellering og simulering for å utvikle bedre prediktive verktøy og utdype forståelsen av komplekse strømningssystemer. Denne integrerte tilnærmingen støtter både grunnforskning og industrielle anvendelser innen energi, prosessteknikk og karbonhåndtering.

Well Flow Loop – Laboratorium for flerfasetransport https://ife.no/laboratory/well-flow-loop/

FALCON – Laboratorium for CO₂-transport https://ife.no/en/laboratory/falcon-co2-flow-loop/

CSIR – Laboratorium for fluidkarakterisering https://ife.no/en/laboratory/colloid-interface-and-fluid-research-laboratory-cirlab/

MIND, 2026-2030

KSP-forskningsprosjekt med mål om å forbedre prediksjonen av flerfasestrømning i nedoverrettede og skråstilte rørledninger, der dagens modeller er begrenset av mangelen på eksperimentelle data. Prosjektet kombinerer storskala strømningseksperimenter med utvikling av modeller med åpen kildekode for å gi bedre prediksjoner av strømningsregimer, slugging, trykkfall og faseoppførsel. Dette skal bidra til mer effektiv transport av olje og gass og lavere utslipp.Partnere: SINTEF, LedaFlow, SLB, OKEA og TotalEnergies

MUST, 2022-2026

KSP-forskningsprosjekt med mål om å forbedre prediksjonen av flerfasestrømning i bratt skråstilte brønner, stigerør og strømningsrør, der dagens simuleringsmodeller har høy usikkerhet som følge av begrensede eksperimentelle data. Prosjektet gjennomfører storskala strømningseksperimenter og utvikler forbedrede skaleringsregler og økt fysisk forståelse for å styrke utformingen og driften av produksjonssystemer til havs.

Partnere: UiO, IFE, SLB og Equinor.

MultiFlow SUITE, 2021-2026

KSP-forskningsprosjekt som kombinerer analyser av flerfasestrømning med KI og maskinlæring for å forbedre overvåkingen og optimaliseringen av transportsystemer for olje og gass. Prosjektet utvikler hybridmodeller som kombinerer fysikkbaserte simulatorer med eksperimentelle data, driftsdata og maskinlæringsmodeller for tilstandsovervåking, utforming av tilkoblinger og virtuell strømningsmåling.

Partnere: IFE, SINTEF, NTNU, SLB, TechnipFMC, LedaFlow Technologies og Vår Energi

NCS2030, 2022–2029
National Centre for Sustainable Subsurface Utilization of the Norwegian Shelf er et forskningssenter med over 30 nasjonale og internasjonale partnere. Forskningen er rettet mot bærekraftig utnyttelse av de geologiske resursene på norsk kontinentalsokkel og kombinerer effektiv hydrokarbonproduksjon med CO₂-lagring, hydrogen, geotermisk energi og digitale beslutningsverktøy for å støtte målet om netto nullutslipp. Senteret utvikler nye metoder for lavutslippsproduksjon, modellering av geologiske formasjoner, usikkerhetshåndtering og digitalisering for å forbedre energiutvinning og lagring.

Nettside: https://www.uis.no/en/ncs2030

IMPACT-EUCO2, 2026-2029

Europeisk forskningsprosjekt som skal forbedre prediksjon og håndtering av CO₂-strømning i transport- og injeksjonssystemer for CCS, med særlig vekt på hvordan urenheter påvirker termodynamikk, dynamisk drift og systemytelse. Prosjektet kombinerer eksperimentelt arbeid, modellering og validering under industrirelevante forhold for å øke påliteligheten ved utforming av CO₂-rørledninger og lagringssystemer med realistiske sammensetninger. Konsortiet samler et bredt internasjonalt nettverk av forskningsinstitutter, universiteter og industripartnere i Europa. IFE deltar som partner og samarbeider tett med industrien for å sikre at resultatene tas direkte i bruk i fremtidig CCS-infrastruktur.

Nettside: https://cordis.europa.eu/project/id/101269030

ENCASE, 2023-2026

Europeisk forskningsprosjekt med mål om å forbedre transport og injeksjon av CO₂ i CCS-systemer. Prosjektet kombinerer eksperimenter, modellering og industriell validering for å øke forståelsen av flerfasestrømning og strømning av CO₂ ved høy tetthet. Det tar for seg sentrale utfordringer som dynamisk strømningsoppførsel, urenheter og transportdynamikk på systemnivå, med mål om å redusere usikkerheten ved utforming og drift av CO₂-rørledninger og brønner. Prosjektet samler et bredt internasjonalt konsortium av forskningsinstitutter, universiteter og industripartnere i Europa. IFE er koordinator og samarbeider tett med industrien for å sikre at resultatene kan anvendes direkte i fremtidig CCS-infrastruktur.

Nettside: https://www.encase-eu.com/

Boeije, Christian S., Erika K. Lindstrøm, Ole Petter Maugsten, Olaf Skjæraasen, and Jan Nossen. «Flow Regimes and Transitions in Three-Phase Flow Through Steeply Inclined Pipes.» International Journal of Multiphase Flow (2026): 105837. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301932226002387

Skartlien, Roar, Jan Nossen, G. W. Johnson, and T. K. Kjeldby. «A three-phase dispersion profile model for stratified pipe flow: Effects of gas bubbles on the distribution of oil and water droplets.» Geoenergy Science and Engineering 244 (2025): 213469. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S294989102400839X

Eide, Per Kristian, Ragnhild Marie Undseth, Øyvind Gjertsen, Lars Magnus Valnes, Geir Ringstad, and Erika Kristina Lindstrøm. «Significant individual variation in cardiac-cycle-linked cerebrospinal fluid production following subarachnoid hemorrhage.» Fluids and Barriers of the CNS 21, no. 1 (2024): 85. https://link.springer.com/article/10.1186/s12987-024-00587-9

Smith, Lisa, Vidar Skulberg, Lili Zhang, Ivar Sjaastad, and Emil Espe. «The effects of geometry on stiffness measurements in high-field magnetic resonance elastography: A study on rodent cardiac phantoms.» Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 133 (2022): 105302. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1751616122002156

Hammer, Morten, Han Deng, Lan Liu, Morten Langsholt, and Svend Tollak Munkejord. «Upward and downward two-phase flow of CO2 in a pipe: Comparison between experimental data and model predictions.» International Journal of Multiphase Flow 138 (2021): 103590. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301932221000380

Sjöblom, Johan, Sameer Mhatre, Sébastien Simon, Roar Skartlien, and Geir Sørland. «Emulsions in external electric fields.» Advances in Colloid and Interface Science 294 (2021): 102455. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0001868621000968

Seiersten, M., A. Dugstad, J. Nossen, and O. Sendstad. «Top of line corrosion in gas-condensate pipelines.» In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 1201, no. 1, p. 012082. IOP Publishing, 2021. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/1201/1/012082/pdf

A. Hiorth, J. Sagen, J. Nossen, A. Lohne, J. L, Vinningland, B. Antonsen, E. Brendsdal, T. Sira: IORSim – Adding more physics and chemistry to reservoir simulators. IOR Norway 2021, UIS 26-28 April

Farokhpoor, Raheleh, Lan Liu, Morten Langsholt, Karin Hald, Joar Amundsen, and Chris Lawrence. «Dimensional analysis and scaling in two-phase gas–liquid stratified pipe flow–Methodology evaluation.» International Journal of Multiphase Flow 122 (2020): 103139.. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301932219305075

Skjæraasen, Olaf, and Netaji R. Kesana. «X-ray measurements of thin liquid films in gas–liquid pipe flow.» International Journal of Multiphase Flow 131 (2020): 103391. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301932220305000

Bendiksen, Kjell H., Morten Langsholt, and Lan Liu. «An experimental investigation of the motion of long bubbles in high viscosity slug flow in horizontal pipes.» International Journal of Multiphase Flow 104 (2018): 60-73. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301932217307735