Numerical analysis of seepage law for radial fluid flow in a single fracture: Comparison between smooth and rough fractures

机械 断裂(地质) 达西定律 流量(数学) 岩土工程 体积流量 光圈(计算机存储器) 非线性系统 物理 法学 地质学 多孔介质 多孔性 政治学 声学 量子力学
作者
Lei Shi,Guojie Guan,Jianwei Zhang,Bin Zhang,Danqing Song
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:36 (1) 被引量:7
标识
DOI:10.1063/5.0180876
摘要

This paper investigated the differences for the hydraulic characteristics in a single fracture between using the Navier–Stokes (N–S) equation and Darcy's law, which would be benefit to understand the seepage mechanism in the fracture. A numerical model of the radial flow was established considering the aperture size and water injection flow rate. Some conclusion could be given. First, the Darcy's law only described the seepage characteristics when the flow rate was small when the flow rate and pressure response have a linear relationship. While the N–S equation could describe the linear and nonlinear seepage characteristics, resulting in a better model of the actual fracture seepage flow. Second, the aperture size had a limited influence on the water pressure and seepage velocity inside the fracture when the flow rate was small. It began to have a significant impact influence on the seepage characteristics inside the fracture with the aperture increased. Third, the flow–pressure response conformed to the Forchheimer equation in the fracture. The critical Reynold number would decrease from 1.2 to 0.0116 when fracture aperture decreased from 3 to 0.5 mm using the N–S equation. The degree of nonlinearity of the fluid flow increases with fracture roughness increasing. This work gave a guidance to the difference in the two seepage theories and correction for the result by Darcy law, which was widely used in the engineering calculation.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI2S应助蓝色雪狐采纳,获得10
1秒前
1秒前
研友_VZG7GZ应助bloodgod12345采纳,获得10
1秒前
鱼头星星发布了新的文献求助10
1秒前
SQL完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
宏hong发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.1应助MY采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.1应助1234采纳,获得10
3秒前
3秒前
5秒前
liuying发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
秦秦发布了新的文献求助10
5秒前
笨笨如之完成签到 ,获得积分10
5秒前
WUDADABUDANI完成签到,获得积分10
6秒前
搜集达人应助wjl12345采纳,获得10
6秒前
Ty完成签到,获得积分10
6秒前
无花果应助jfz采纳,获得10
7秒前
糖糖科研顺利呀完成签到 ,获得积分10
7秒前
盐焗鱼丸完成签到 ,获得积分10
7秒前
CodeCraft应助薇薇采纳,获得10
7秒前
wanci应助诗小丁采纳,获得10
7秒前
jiangzong应助木子采纳,获得20
7秒前
安珊发布了新的文献求助30
7秒前
7秒前
刻苦的妙竹完成签到,获得积分10
7秒前
黎子发布了新的文献求助10
7秒前
Sikii完成签到,获得积分10
7秒前
lune应助Ldmlly采纳,获得10
7秒前
7秒前
合适的自行车完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
高高完成签到,获得积分10
8秒前
向北发布了新的文献求助20
8秒前
qxxxxx应助灯座采纳,获得10
8秒前
善学以致用应助灯座采纳,获得10
9秒前
Orange应助灯座采纳,获得10
9秒前
北冰石发布了新的文献求助10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5765854
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5563108
关于积分的说明 15410479
捐赠科研通 4900307
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2636383
邀请新用户注册赠送积分活动 1584596
关于科研通互助平台的介绍 1539869