A multiscale LBM–TPM–PFM approach for modeling of multiphase fluid flow in fractured porous media

多孔介质 格子Boltzmann方法 机械 多相流 材料科学 磁导率 流体力学 相对渗透率 饱和(图论) 多孔性 岩土工程 地质学 复合材料 数学 物理 化学 生物化学 组合数学
作者
Mohamad Chaaban,Yousef Heider,Bernd Markert
出处
期刊:International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics [Wiley]
卷期号:46 (14): 2698-2724
标识
DOI:10.1002/nag.3423
摘要

In this paper, we present a reliable micro-to-macroscale framework to model multiphase fluid flow through fractured porous media. This is based on utilizing the capabilities of the lattice Boltzmann method (LBM) within the phase-field modeling (PFM) of fractures in multiphase porous media. In this, we propose new physically motivated phase-field-dependent relationships for the residual saturation, the intrinsic as well as relative permeabilities. In addition, an anisotropic, phase-field-dependent intrinsic permeability tensor for the fractured porous domains is formulated, which relies on the single- and multiphasic LBM flow simulations. Based on these results, new relationships for the variation of the macroscopic theory of porous media (TPM)–PFM model parameters in the transition zone are proposed. Whereby, a multiscale concept for the coupling between the multiphasic flow through the crack on one hand and the porous ambient, on the other hand, is achieved. The hybrid model is numerically applied on a real microgeometry of fractured porous media, extracted via X-ray microcomputed tomography data of fractured Berea Sandstone. Moreover, the model is utilized for the calculation of the fluid leak-off from the crack to the intact zones. Additionally, the effects of the depth of the transition zone and the orientation of the crack channels on the amount of leakage flow rates are studied. The outcomes of the numerical model proved the reliability of the multiscale model to simulate multiphasic fluid flow through fractured porous media.

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
盼盼完成签到 ,获得积分10
3秒前
SciGPT应助祁琪爱喝酸奶采纳,获得10
3秒前
5秒前
6秒前
TP完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
9秒前
ZZZ完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
彩色诗云发布了新的文献求助10
11秒前
Xixi发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
lykxc完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
ral完成签到,获得积分10
12秒前
高高菠萝完成签到 ,获得积分0
12秒前
吃点老鼠药完成签到,获得积分10
12秒前
anders发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
xqq发布了新的文献求助10
17秒前
杨桃发布了新的文献求助10
19秒前
香蕉觅云应助dd小兑采纳,获得50
19秒前
19秒前
月入百万刘先生完成签到,获得积分10
20秒前
潇洒的惋清应助一二三四采纳,获得10
21秒前
21秒前
lili完成签到 ,获得积分10
21秒前
1111111完成签到,获得积分20
22秒前
NSH完成签到,获得积分10
22秒前
Ace发布了新的文献求助10
22秒前
xjcy应助gzl采纳,获得10
22秒前
22秒前
25秒前
25秒前
1111111发布了新的文献求助10
25秒前
leclerc发布了新的文献求助10
26秒前
JamesPei应助感动的莞采纳,获得10
26秒前
26秒前
归尘完成签到,获得积分10
29秒前
王佳俊完成签到,获得积分10
30秒前
高分求助中
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Petrology and Plate Tectonics,2025 500
Cardiopulmonary Bypass and Mechanical Support: Principles and Practice, Fifth Edition 400
Circular Polar Constellations Providing Continuous Single or Multiple Coverage Above a Specified Latitude 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Probability and Stochastic Processes 333
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6748384
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8477839
关于积分的说明 18081338
捐赠科研通 6022518
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3005731
邀请新用户注册赠送积分活动 1982589
关于科研通互助平台的介绍 1950041