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模拟试验背景
在岩土工程与水文地质应用中,裂隙多孔介质中的流体流动建模是一个至关重要的研究领域。裂隙通常构成了流体运移的主要通道,对地下水流动与溶质运移过程起着主导作用。
为了描述和模拟裂隙网络的水力特性,研究人员提出了多种建模方法。其中一种常用且有效的方式是离散裂隙网络模型(Discrete Fracture Network, DFN)。在该模型中,裂隙的间距、取向、尺度及导水率等参数通常由不同的统计分布函数描述,这些分布的参数可通过现场实测数据进行反演与校正,从而实现对天然裂隙系统的合理表征。
模型定义
在本研究中,考虑一个由两层高渗透性多孔介质夹持的裂隙多孔基质系统。该基质具有较低的基质导水率,而裂隙导水率较高,因而裂隙在整体渗流过程中起主导作用。下层多孔介质中的水流由沿水平向 0.5 m/km 的水头梯度驱动,从而形成稳定的地下水流动场。上层多孔介质暴露于外部环境,受年降水量 550 mm 的影响,为系统提供主要的补给来源。

模拟过程

一、建立模型环境
流体流动 -> 多孔介质和地下水流 -> 达西定律,研究选择稳态
二、构建几何图形
导入上中下层的几何结构,利用插件建立DFN
三、指定材料属性
水添加为全局材料,对上下层设置为高渗透率,中层设置为低渗透率
四、定义物理场边界条件
达西定律中,上层设置沉淀,下层设置水头
五、创建网格
六、运行仿真
七、结果后处理
计算体积平均达西速度和裂隙表面平均达西速度,进行相应绘图设置

