W artykule przedstawiono dwuwymiarową (2D) symulację numeryczną szczelinowania hydraulicznego w małej skali przeprowadzoną w próbkach skał posiadających pojedynczą szczelinę wtryskową. Wykorzystano unikalny model termo-hydro-mechaniczny (THM) w skali porów oparty na DEM/CFD do symulacji dwufazowego laminarnego przepływu płynu (wody i gazu) z przenoszeniem ciepła w nienasyconych materiałach porowatych o niskiej porowatości. Korzystając z metody DEM w pełni połączonej z metodą CFD (w oparciu o sieć przepływu płynu składającą się z kanałów w domenie ciągłej pomiędzy dyskretnymi elementami) i przenoszeniem ciepła w mezoskali, przeprowadzono serię obliczeń numerycznych dla małych spoistych próbek ziarnistych o uproszczonej mezostrukturze z jedną szczeliną wtryskową. Przyjęto dwuosiowe ściskanie w warunkach płaskiego stanu odkształcenia. Zarówno płyn (dyfuzja i adwekcja), jak i połączone cząstki skały (przewodnictwo) wzięły udział w wymianie ciepła. Zbadano szczegółowo w procesie szczelinowania hydraulicznego wpływ lepkości dynamicznej płynu, zawartości fazy gazowej i różnicy temperatur pomiędzy matrycą skalną a wtryskiem płynu na inicjację i propagację pęknięcia. Odkryto, że te efekty wszystkie miały ogromne znaczenie na zachowanie si ępojedynczego pęknięcia hydraulicznego.
Autorzy
Informacje dodatkowe
- DOI
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego link otwiera się w nowej karcie 10.1016/j.engfracmech.2023.109424
- Kategoria
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ
- artykuły w czasopismach
- Język
- angielski
- Rok wydania
- 2023
