论文标题：Empirical prediction of hydraulic aperture of 2D rough fractures: a systematic numerical study

期刊：Frontiers of Earth Science

作者：Xiaolin WANG, Shuchen LI, Richeng LIU, Xinjie ZHU, Minghui HU

发表时间：07 Jul 2023

DOI：10.1007/s11707-023-1089-3

微信链接：点击此处阅读微信文章

原文标题

Empirical prediction of hydraulic aperture of 2D rough fractures: a systematic numerical study

阅读原文

作者

Xiaolin WANG, Shuchen LI, Richeng LIU, Xinjie ZHU, Minghui HU

文章概览

本研究旨在通过数值模拟研究方法，考虑二维裂隙的长度、平均力学开度、最小力学开度、节理粗糙度系数和水力梯度的影响，建立二维粗糙裂隙水力开度的预测模型。首先使用逐加法（SRA）生成了600个数值模型，每个模型设置从2.5×10⁻⁷到1的七个水力梯度，完全覆盖了线性和非线性流态。共模拟了4200种流体流动情况，可以为水力开度的预测提供足够的数据。结果表明，当平均力学开度与裂隙长度之比从0.01增加到0.2时，水力开度随对数函数增加。随着水力梯度从2.5×10⁻⁷增加到1，水力开度按照对数函数减小。当入口和出口边界之间水力梯度较小（即5×10⁻⁷）时，流线在裂隙内平行分布。然而，当进出口之间水力梯度较大（即0.5）时，流线受到扰动并形成许多涡流。使用所提出的预测模型预测的水力开度值与计算结果吻合良好，并且比文献中所提出的模型更可靠。在实际工程中，当相关参数已知时，用本文所提出的预测公式进行水力开度计算可节省大量成本。

图15 本研究预测模型和文献中的预测模型计算的水力开度值的比较

《前沿》系列英文学术期刊

由教育部主管、高等教育出版社主办的《前沿》（Frontiers）系列英文学术期刊，于2006年正式创刊，以网络版和印刷版向全球发行。系列期刊包括基础科学、 、工程技术和人文社会科学四个主题，是我国覆盖学科最广泛的英文学术期刊群，其中12种被SCI收录，其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或相应学科国际权威检索系统收录，具有一定的国际学术影响力。系列期刊采用在线优先出版方式，保证文章以最快速度发表。

中国学术前沿期刊网

http://journal.hep.com.cn