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裂缝表面形态对石灰岩酸压过程中非均匀刻蚀的影响 SCI论文数值模型复现。模型关键点与实现方法: (1)基于真实三轴水力压裂试验与三维扫描数据,重构实际粗糙裂缝表面几何形态,并通过插值与粗化处理,在保持主要形态特征的前提下提高网格质量与计算收敛性。 (2)提出“形态系数”这一新的三维参数,用于定量表征裂缝表面局部与整体起伏程度,弥补传统二维粗糙度或曲折度参数无法描述局部三维扰动的不足。 (3)建立三维裂缝内流动模型,采用不可压缩稳态 Navier–Stokes 方程描述酸液在不规则裂缝空间中的流动行为,并通过连续性方程保证质量守恒。 (4)构建酸液对流–扩散传质模型,描述酸液在裂缝内沿主流方向输运以及向裂缝壁面扩散的过程,显式考虑流场扰动对浓度分布的影响。 (5)引入考虑虫洞区、侵入区和压缩区影响的酸液漏失模型,将漏失速度作为裂缝壁面边界条件,与流场和反应过程相互耦合。 (6)基于酸–岩反应动力学,建立裂缝壁面溶蚀引起的裂缝宽度演化方程,使裂缝几何随时间动态变化。 (7)采用 MMPDE 移动网格方法,实时更新因溶蚀导致变化的裂缝几何形态,解决传统固定网格难以描述动态裂缝宽度的问题。 (8)将流场、浓度场、酸–岩反应、漏失过程与移动网格进行全耦合,形成完整的三维粗糙裂缝酸压数值模拟框架。
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