多相流体驱动裂缝的Darcy-Cahn-Hilliard模型
流体动力学
2023-06-30 v1
摘要
我们建立了一个耦合损伤的Darcy-Cahn-Hilliard模型，用以描述多孔介质中的多相流与流体驱动裂缝。该模型受近期Hele-Shaw池中具可调抗裂强度的合成多孔介质流体驱动裂缝实验观测的启发。模型由连续介质热力学导出，并采用若干简化假设，如线性孔隙弹性与黏性主导流动。使用两个不同的相场分别正则化侵入流体与驱替流体之间的界面，以及随之产生的损伤。该损伤模型为断裂相场模型的黏聚版本，其模型参数可同时控制形核与裂纹扩展。随后采用有限元进行基于模型的模拟，以依据近期实验结果对模型进行标定。特别地，我们复现了区分多孔侵入与裂缝两类流动状态的实验推断相图。最后，利用该模型探索超出实验能力的参数空间，从而构建出一幅扩展相图，提示了一种新的流动状态。
引用
@article{arxiv.2306.16930,
title = {A Darcy-Cahn-Hilliard model of multiphase fluid-driven fracture},
author = {Alexandre Guével and Yue Meng and Christian Peco and Ruben Juanes and John E. Dolbow},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.16930},
year = {2023}
}