We present a novel hybridizable discontinuous Galerkin (HDG) method on unfitted meshes for single-phase Darcy flow in a fractured porous media. In particular we apply the HDG methodology to the recently introduced reinterpreted discrete fracture model (RDFM) [Xu & Yang, 2021 submitted] that use Dirac-$\delta$ functions to model both conductive and blocking fractures. Due to the use of Dirac-$\delta$ function approach for the fractures, our numerical scheme naturally allows for unfitted meshes with respect to the fractures, which is the major novelty of the proposed scheme. Moreover, the scheme is locally mass conservative and is relatively easy to implement comparing with existing work on the subject. In particular, our scheme is a simple modification of an existing regular Darcy flow HDG solver by adding the following two components: (i) locate the co-dimension one fractures in the background mesh and adding the appropriate surface integrals associated with these fractures into the stiffness matrix, (ii) adjust the penalty parameters on cells cut through conductive and blocking fractures (fractured cells). Despite the simplicity of the proposed scheme, it performs extremely well for various benchmark test cases in both two- and three-dimensions. This is the first time that a truly unfitted finite element scheme been applied to complex fractured porous media flow problems in 3D with both blocking and conductive fractures without any restrictions on the meshes.


翻译:我们展示了一种新的混合式不连续加热金(HDG)方法,用于在破碎的多孔介质中用于单阶段达西流的不适合模件。特别是,我们将HDG方法应用于最近推出的重新解释离散断裂模型(RDFM) [Xu & Yang, 2021年提交],该模型使用Dirac-$\delta$的函数来模拟导导导裂和阻断裂。由于对骨折使用Dirac-$\delta$函数法,我们的数字方法自然允许与骨折有关的不适合模件。这是拟议方案的主要新颖之处。此外,这个方法在当地是大众保守的,相对容易实施。特别是,我们的方法是简单修改现有的正常达西流 HDDGGS Solt, 添加了以下两个部分:(一) 在背景中将双断裂断裂点定位于底部, 与坚硬骨质阵列相关的表面组合, (二) 调整通过导导断裂的细胞的处罚参数,尽管在导骨质和硬骨质断裂中, 两次测试都是最硬的。

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