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
Sissi完成签到,获得积分10
1秒前
yijiubingshi完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
王占帅发布了新的文献求助10
1秒前
佳jia完成签到,获得积分10
1秒前
Alarack发布了新的文献求助10
1秒前
玛卡巴卡发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
香蕉觅云应助wan采纳,获得10
2秒前
bkagyin应助Cody采纳,获得10
2秒前
专一的雁玉完成签到 ,获得积分10
2秒前
芭乐完成签到,获得积分10
2秒前
激昂的雪枫完成签到,获得积分10
2秒前
谢晋发布了新的文献求助10
2秒前
willa完成签到,获得积分10
2秒前
echoxj完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
WYMD应助雪白炎彬采纳,获得30
3秒前
4秒前
4秒前
淡淡夕阳发布了新的文献求助10
5秒前
芭乐发布了新的文献求助10
5秒前
Shamy发布了新的文献求助10
5秒前
fang发布了新的文献求助10
5秒前
659发布了新的文献求助20
5秒前
yzk完成签到,获得积分10
5秒前
HaohaoLi完成签到,获得积分10
5秒前
满地发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
土豆完成签到,获得积分10
6秒前
bogula1112完成签到 ,获得积分10
6秒前
咕咕咕完成签到,获得积分10
6秒前
xuli发布了新的文献求助30
6秒前
6秒前
科目三应助juaner采纳,获得10
6秒前
CodeCraft应助小密母采纳,获得10
7秒前
7秒前
李清杰完成签到,获得积分10
7秒前
勤奋的含之完成签到,获得积分10
7秒前
高分求助中
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Introduction to Industrial/Organizational Psychology 600
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
Isomerism In Coordination Compounds 400
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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6934438
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8621494
关于积分的说明 18286119
捐赠科研通 6361168
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3074890
关于科研通互助平台的介绍 2112110
邀请新用户注册赠送积分活动 2052383