裂縫模型的有限體積方法:分析與應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-10-29 22:43
近年來(lái),帶裂縫的多孔介質(zhì)中的滲流問題被廣泛地應(yīng)用在工程領(lǐng)域,例如油藏?cái)?shù)值模擬、核廢料處理、地下水污染等,已發(fā)展成為一個(gè)很重要的研究課題。相對(duì)于周圍基質(zhì)而言,裂縫可能具有較大的滲透率,也有可能由于結(jié)晶等因素而導(dǎo)致滲透率非常小,并且裂縫中的滲透率會(huì)在很小的區(qū)域內(nèi)發(fā)生很大的變化,以及裂縫與周圍基質(zhì)存在著相互作用,所以裂縫模型比較復(fù)雜。文章主要研究?jī)深惲芽p模型:間斷滲透率裂縫模型和耦合裂縫模型。其中間斷滲透率裂縫模型就是滲透率張量在裂縫和周圍基質(zhì)中是不連續(xù)的。在通常情況下,裂縫的寬度相對(duì)于整個(gè)計(jì)算區(qū)域的尺寸而言是非常小,所以使用普通剖分下的標(biāo)準(zhǔn)有限元或有限體積方法結(jié)果不夠理想,本文我們利用Mortar有限體積方法求解間斷滲透率裂縫模型,在裂縫和周圍基質(zhì)中采用完全獨(dú)立的、不同的剖分,而在兩個(gè)相鄰區(qū)域的交界面上網(wǎng)格是不匹配的,所以我們引進(jìn)Mortar條件代替了原問題中的連續(xù)性條件。針對(duì)裂縫具有較小寬度的問題,另一種解決辦法是提出新的裂縫模型——耦合裂縫模型。耦合裂縫模型是在間斷滲透率裂縫模型的基礎(chǔ)上,沿著裂縫較小尺寸的維度作平均,將裂縫看成n維區(qū)域內(nèi)的(n-1)維交界面,忽略了裂縫的寬度,而這一模...
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:140 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.2:三角單元re?7""和剖分邊a上的定義.??
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邊cr?e?的相關(guān)記號(hào)。記mCT是每一條邊cr的中點(diǎn),nCT為三角單兀2^^上垂直于cr的??外法向量。??參考文獻(xiàn)[33],我們定義原剖分尺的對(duì)偶剖分。如圖3.3所示,選擇三角單元??內(nèi)部一點(diǎn)抑A耍??雍停虻娜?齠サ悖?傭?頤竊讜?史值拿扛鋈?切文詰茫崳?至丨J了三個(gè)小三角單元7;.a?eqr)。定義7^是區(qū)域的較細(xì)的三角剖分,由所有??的小三角單元構(gòu)成。則控制體積按照如下方式形成:對(duì)于每一條內(nèi)邊a?e?&,控制??體積6,:,。是在三角剖分龍?中包含邊a的兩個(gè)小三角單元,而對(duì)于邊c?e?匕^只??包含三角剖分兌丨1中包含邊^7的一個(gè)三角形。從而每個(gè)控制體積最多涉及到原剖分??的兩個(gè)三角單元,為了簡(jiǎn)單起見,我們引進(jìn)記號(hào)6^?=?^vnT^;和=?6“門7^。??接下來(lái)我們定義有限元空間。令=?1,2是a:上的非協(xié)調(diào)分片線性多項(xiàng)??式空間,??W/1?=?{%?:叫卜是線性的,VT?G對(duì),叫在上連續(xù),Vcr?e右,叫(mCT)_.匕0,7?v?.£?rj?.??定義空間wf上的離散打1半模??/?V72??=?I?2^/?\Wi\2H1(T)?I????W句?/??令是裂縫上對(duì)應(yīng)剖分的有限元空間??W?=?{W/?:?w丄實(shí)常數(shù)
本文編號(hào):3465522
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:140 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.2:三角單元re?7""和剖分邊a上的定義.??
于每一個(gè)剖分節(jié)點(diǎn)2丨,令iV|表示包含在¥內(nèi)2丨的鄰點(diǎn),并記??u\?=?{j?:?zj.?G?N}},?Vz^?e?£\??我們以圖3.1左圖中的剖分節(jié)點(diǎn)z丨舉例說(shuō)明,這時(shí)iV/?=丨??=.?同樣地,對(duì)于圖3.1?右圖中的zj,%?g?{zX,Z】2,z}3.,Z)4},??Wj?=?{JU,j3,J4}。并定義〇/為三角剖分對(duì)中所有邊所對(duì)應(yīng)的無(wú)序數(shù)組的集合??^?=?{{A;}?:?4?G?e?WD-????30????
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