作为岩石裂缝网络模型的随机邻域图：结构与动力学分析

我们提出了一个新模型来解释岩石裂缝网络（RFNs）的主要结构特征。该模型基于随机邻域图的推广，以考虑嵌入矩形空间中的裂缝。我们研究了一系列29个真实世界的RFNs，发现与这里提出的随机矩形邻域图（RRNGs）最吻合。我们表明该模型捕捉了RFNs的大部分结构特征，并能够区分小而更球形的岩石与大而更细长的岩石。我们在图上使用扩散方程来模拟通过RFNs通道发生的扩散过程。我们找到了一小组与RFNs中平均扩散时间高度相关的结构参数。我们从解析上发现了这些图的直径和代数连通度的一些界限，从而可以限定这些网络中的扩散时间。我们还表明，在研究类扩散过程时，RRNGs可用作替代RFNs的合适模型。事实上，RFNs中的扩散时间可以通过使用RRNGs的结构和动力学参数来预测。最后，我们还探索了我们模型的一些潜在扩展，包括可变裂缝开度、扩散粒子的长程跳跃可能性（作为解释介质中非均匀性和可能的超扩散过程的方式），以及模型向三维空间的扩展。