离散裂缝网络模拟中的协调、非协调与非匹配离散化耦合
数值分析
2018-11-14 v2
摘要
天然裂隙岩体中流体流动的模拟对若干地下应用具有重要意义，包括能源储存与开采以及废物储存。我们关注离散裂缝网络中的流动，其显式表征裂缝表面的流动，但忽略周围基岩的影响。由观测或随机模拟生成的裂缝网络将包含任意长度的交叉，且交线可进一步交叉，形成高度复杂的几何结构。由于裂缝之间（即网络中）的流动交换发生在这些交叉处，对几何结构的充分表征对模拟精度至关重要。实践中，交叉动力学必须通过模拟网格（可能解析也可能不解析交线）与施加于网格上的数值方法二者结合来处理。本工作中，我们回顾近年来提出的不同类别数值方法，涵盖既协调于网格的情形，也包括非匹配情形。具体考虑的方法包括有限元、混合与虚有限元以及控制体积法。我们将方法暴露于一组广泛的测试用例，从专为测试困难构型设计的人工几何，到由真实裂缝露头拉伸出的网络。主要成果是针对模拟模型与数值离散化选择的指导，并在计算成本与解精度之间取得权衡。
引用
@article{arxiv.1803.01732,
title = {Conforming, non-conforming and non-matching discretization couplings in discrete fracture network simulations},
author = {Alessio Fumagalli and Eirik Keilegavlen and Stefano Scialò},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.01732},
year = {2018}
}