ارزیابی روش‌های تکراری زیرفضای کریلف برای محاسبه جریان سیال در شبکه شکستگی‌های مجزای سه‌بعدی

Abstract

محاسبه جریان سیال در محیط‌های سنگی درزه‌دار یکی از موضوعات بسیار مهم در مباحث تراوایی در مهندسی سنگ است. توده‌سنگ شامل شبکه درهم‌تنیده‌ای از ماده‌سنگ و شکستگی‌ها است. تعداد و الگوی اتصال‌پذیری شکستگی‌ها دو عامل کلیدی کنترل‌کننده جریان سیال در توده‌سنگ هستند. یکی از روش‌هایی که می‌تواند ساختار هندسی توده‌سنگ را به دقیق‌ترین شکل ممکن نشان دهد، روش شبکه شکستگی‌های مجزا (DFN) است. با توجه به‌این‌که ناهمگنی و ناهمسانگردی توده‌های سنگی در جهات مختلف می‌تواند در محاسبه جریان سیال بسیار اثرگذار باشد، روش‌ شبکه شکستگی‌های مجزای سه‌بعدی بیشتر در کانون توجه قرار دارد. محاسبه‌ی عددی جریان در توده‌سنگ مستلزم حل معادلات پرتعداد و پیچیده‌ای است که توسط روش‌های عددی نظیر روش المان محدود تولید می‌شوند. حل دستگاه‌های معادلات مذکور معمولاً ساده نیست و نیازمند روش‌های خاصی است که یکی از بهترین ‌آنها، روش‌های تکراری زیرفضای کریلف است. در این تحقیق پس از اعتبارسنجی محاسبات روش‌های مختلف زیرفضای کریلف با یک روش مستقیم و مدلسازی 3DEC، ارزیابی کارایی این روش‌ها مورد بررسی قرارگرفته و کارآمدترین آنها از طریق یک سری تحلیل‌های حساسیت بر روی پارامتر‌های دقت و سرعت انجام محاسبات، تعیین شده است. با توجه به تحلیل‌های انجام شده در این تحقیق، روش‌های CG، CR و IOM جزو سریع‌ترین و دقیق‌ترین روش‌های زیرفضای کریلف انتخاب شده‌اند. نتایج این پژوهش می‌تواند راهنمای خوبی برای پژوهشگرانی باشد که بر روی حل جریان سیال در توده‌سنگ متمرکز هستند.