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
zzyfdc发布了新的文献求助10
刚刚
PHI完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
YNILY完成签到 ,获得积分10
11秒前
369ninja应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
laber应助科研通管家采纳,获得50
19秒前
糖糖完成签到 ,获得积分10
20秒前
幸福幸福完成签到 ,获得积分10
30秒前
34秒前
凉了的饭菜完成签到,获得积分10
38秒前
39秒前
幸福完成签到 ,获得积分10
39秒前
lingling完成签到 ,获得积分10
39秒前
43秒前
43秒前
博弈完成签到 ,获得积分10
45秒前
科2研7通发布了新的文献求助10
45秒前
MarvelerYB3完成签到,获得积分10
47秒前
hcw发布了新的文献求助10
47秒前
50秒前
闪闪慕蕊完成签到 ,获得积分10
53秒前
hcw完成签到,获得积分10
55秒前
科2研7通完成签到,获得积分10
56秒前
外向的曲奇完成签到,获得积分10
1分钟前
小巧的白竹完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
旺仔同学完成签到,获得积分10
1分钟前
bitman完成签到,获得积分10
1分钟前
调皮的代双完成签到 ,获得积分10
1分钟前
风中星月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
mengmenglv完成签到 ,获得积分0
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
jianjiao完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
施天问发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
Fundamentals of Modern Mathematics: A Practical Review (Dover Books on Mathematics) 500
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 470
Comprehensive Organic Synthesis 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 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 6593991
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8364898
关于积分的说明 17906899
捐赠科研通 5744017
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2952248
邀请新用户注册赠送积分活动 1927620
关于科研通互助平台的介绍 1819636