粗糙元对单裂隙渗流影响的格子<bold>Boltzmann</bold>方法模拟及分析
Abstract
岩体单裂隙中的粗糙结构会对流体流动性能产生一定影响, 但实际粗糙结构复杂无序, 很难通过直接研究认识到其作用机理. 本文在单裂隙中构造了参数化的人工粗糙元, 并基于格子Boltzmann方法自行编写了程序, 对单裂隙中不同间距、高度和数量的粗糙元作用下的渗流场进行数值模拟, 定性分析了速度场、压强场、角速度场的变化规律; 在定性分析的基础上提出了等效黏度的宏观描述方式, 定量分析了粗糙元对等效黏度的影响. 结果表明渗流场中粗糙元的存在造成了一系列涡旋, 增大了等效黏度; 涡旋本身具有局域性但作用的范围很大; 在低速渗流条件下这些粗糙元附近的涡旋互不影响, 可以划分成若干个相互独立的含涡区, 这种划分对于理解涡旋对等效黏度的影响有很大帮助.
