A range of phenomena in the subsurface is characterised by the interplay between coupled thermal, hydraulic and mechanical processes and deforming structures such as fractures. Modelling subsurface dynamics can provide valuable phenomenological understanding, but requires models which faithfully represent the dynamics involved; these models, therefore are themselves highly complex. This paper presents a mixed-dimensional thermo-hydro-mechanical model designed to capture the process-structure interplay using a discrete-fracture-matrix framework. It incorporates tightly coupled thermo-hydro-mechanical processes based on laws for momentum, mass and entropy in subdomains representing the matrix and the lower-dimensional fractures and fracture intersections. The deformation of explicitly represented fractures is modelled by contact mechanics relations and a Coulomb friction law, with particular attention on coupling of fracture dilation to the governing equations in both fractures and matrix. The model is discretised using multi-point finite volumes for the balance equations and a semismooth Newton scheme for the contact conditions and is implemented in the open source fracture simulation toolbox PorePy. Finally, simulation studies demonstrate the model's convergence, investigate process-structure coupling effects, explore different fracture dilation models and show an application of the model to a 3d geothermal pressure stimulation and long-term cooling scenario.


翻译:地表下的一系列现象以热、液压和机械过程以及骨折等变形结构之间的相互作用为特征。 模拟地表下动态可以提供宝贵的苯球学理解,但需要模型,忠实地代表所涉动态; 因此,这些模型本身非常复杂。 本文展示了一个混合的热水-氢-机械模型,目的是利用离散的裂痕-马特基框架来捕捉过程结构的相互作用。 它包含基于代表矩阵和低维骨折和骨折交叉点的亚田内动力、质量和酶定律的紧密结合热水-水-机械过程。 明确表示的骨折的变形通过接触机理关系和库摩擦法来模拟,特别注意骨折与骨折和矩阵中调节方程的混合。 模型采用多点定量的平衡方程式和接触条件的半摩擦牛顿-牛顿计划,并在开放源骨折模拟工具箱PorePy中实施。 最后, 模拟研究模型的变压模型和变压模型的模型展示了一种长期的趋同性模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
275+阅读 · 2019年10月9日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
VIP会员
相关资讯
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员