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赵 强, 李 皋, 肖贵林, 辛春彦, 程纯勇.单裂隙渗流有限元数值仿真研究水资源与水工程学报[J].,2014,25(2):195-199
单裂隙渗流有限元数值仿真研究
Study on simulation of single fracture seepage based on finite element method
  
DOI:10.11705/j.issn.1672-643X.2014.02.042
中文关键词:  裂隙  粗糙  微凸体  流场  仿真
英文关键词:fracture  roughness  asperity  flow field  simulation
基金项目:中央财政支持地方高校发展专项资金(P027); 教育部博士点基金项目(20125121110001)
作者单位
赵 强1, 李 皋1, 肖贵林1, 辛春彦1, 程纯勇2 (1.西南石油大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室 四川 成都 610500 2.西南油气田公司工程技术监督中心四川 广汉 618300) 
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中文摘要:
      根据蠕动流方程和Navier-Stokes方程,建立了单裂隙微凸体粗糙裂隙几何物理模型,并采用有限元方法对单裂隙微凸体粗糙裂隙及真实地层裂隙进行仿真模拟,研究了流体在通过上述裂隙时流速场分布及流速特性。规定了两个描述粗糙程度的参数:粗糙相关度R0=2A/bmin,粗糙倾斜指数R1=2A/λ。分析表明,单裂隙壁面处流体不参与流动,粘滞力影响较大;粗糙裂隙流场沿壁面成扇形分布,会产生“回流”现象。微凸体高度及密度可表征裂隙表面粗糙程度,微凸体高度与流体压差呈负相关,微凸体密度与流体压差呈正相关,R0R1都与雷诺数及流量成反比关系,R1的临界值为0.714。
英文摘要:
      According to the creeping flow equation and Navier-Stokes equation, the paper set up single asperity rough fracture geometry physical model and simulated the seepage behavior of single asperity rough fracture and true formation fracture by using finite element method (FEM).It also comparatively analyzed the fluid flow characteristics and flow field distribution in the fracture. The paper defined two parameters of roughness that the coarse correlation R0 equals to 2A/bmin, inclined rough index R1 equals to 2A/λ.The analysis showed that the single fracture walls don't participate in fluid flow and viscous force has great influence; the rough fracture fluid forms a fan shaped distribution along the wall and may produce the phenomenon of “backflow”. The asperity height and density can be used to describe fracture surface roughness. The asperity height and fluid pressure difference showed a negative correlation, while the relation of asperity density and fluid pressure is positive. R0 and R1 are inversely proportional to the Reynolds number and flow rate. The critical value of R1 is 0.714.
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