Numerical simulation of fracture contact poromechanics is essential for various applications, including CO2 sequestration, geothermal energy production and underground gas storage. Modeling this problem accurately presents significant challenges due to the complex physics involved in strongly coupled poromechanics and frictional contact mechanics of fractures. The robustness and efficiency of the simulation heavily depends on a preconditioner for the linear solver, which addresses the Jacobian matrices arising from Newton's method in fully implicit time-stepping schemes. Developing an effective preconditioner is difficult because it must decouple three interdependent subproblems: momentum balance, fluid mass balance, and contact mechanics. The challenge is further compounded by the saddle-point structure of the contact mechanics problem, a result of the Augmented Lagrange formulation, which hinders the direct application of the well-established fixed stress approximation to decouple the poromechanics subproblem. In this work, we propose a preconditioner hat combines nested Schur complement approximations with a linear transformation, which addresses the singular nature of the contact mechanics subproblem. This approach extends the fixed stress scheme to both the matrix and fracture subdomains. We investigate analytically how the contact mechanics subproblem affects the convergence of the proposed fixed stress-based iterative scheme and demonstrate how it can be translated into a practical preconditioner. The scalability and robustness of the method are validated through a series of numerical experiments.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+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
41+阅读 · 2019年10月9日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员