Wyszukiwarka
Hydraulic fracturing process in rocks – small-scale simulations with a novel fully coupled DEM/CFD-based thermo-hydro-mechanical approach
Abstrakt
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.
Cytowania
-
8
CrossRef
-
0
Web of Science
-
8
Scopus
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1016/j.engfracmech.2023.109424
- Licencja
-
otwiera się w nowej karcie
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuły w czasopismach
- Opublikowano w:
-
ENGINEERING FRACTURE MECHANICS
nr 289,
ISSN: 0013-7944 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2023
- Opis bibliograficzny:
- Krzaczek M., Tejchman-Konarzewski A.: Hydraulic fracturing process in rocks – small-scale simulations with a novel fully coupled DEM/CFD-based thermo-hydro-mechanical approach// ENGINEERING FRACTURE MECHANICS -Vol. 289, (2023), s.109424-
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1016/j.engfracmech.2023.109424
- Źródła finansowania:
-
- Publikacja bezkosztowa
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 52 razy