裂隙网络中的流体流动复杂性：基于图论与格子玻尔兹曼方法的分析

本研究对嵌入岩体中的合成裂隙网络进行了探讨。为分析裂隙网络中流体流动复杂性随连通模式的变化，采用了两种不同方法，即格子玻尔兹曼方法和图论。格子玻尔兹曼方法用于展示渗透率和流体速度分布对合成裂隙网络连通模式的敏感性。此外，将裂隙网络映射为图，并将这些图的特征与原始空间裂隙网络进行比较。在网络的众多特征中，我们区分了网络的模块度和子图分布。我们将流动状态映射到网络模块度空间的适当区域。同时，针对每种流体状态类型，对相应的模体形状进行了标度。空间裂隙网络中裂隙长度的幂律分布在转换后的网络中产生了相同的节点度分布。考虑了两种通用的空间网络：随机网络和模拟空间损伤带的具有“枢纽性”属性的网络（两者均具有裂隙长度的幂律分布）。在第一种情况下，裂隙嵌入在均匀分布的裂隙组中；第二种情况则涵盖了空间裂隙带。我们通过数值方法证明，渗透率的异常变化（转变）受枢纽生长速率的控制。此外，将LBM结果与转换后网络连接的特征平均长度进行比较，显示上述参数之间存在反向关系。另外，还展示了节点平流中的异常现象。