层流—紊流共存流场中岩溶裂隙网络演化过程的数值模拟方法

摘要：

研究岩溶水系统的演化过程对许多资源与环境问题有着重要意义.岩溶地区水资源、油气资源的预测与开发、水土流失成因及防治等课题都与此密切相关.岩溶管道是地下水对裂隙的逐渐溶蚀扩展形成的,岩溶演化初期,所有裂隙宽度不大,流场整体成层流状态.随着溶蚀的进行,一部分裂隙优先扩大使其中的水流进入紊流状态,而另一部分裂隙中水流仍呈层流状态.文章提出一种数值方法,能够模拟层流-紊流共存流场的岩溶演化过程.利用蒙特卡洛(Monte-Carlo)方法模拟初始裂隙网络,通过非连续介质方法模拟裂隙网络中的渗流.裂隙扩展的速度通过岩石表面溶蚀速度经验公式计算,使用迭代方法求解层流-紊流共存条件下的水头非线性方程.构建了能够利用解析法求解的模型,把数值解和解析解的结果进行对比,验证了本研究的数值法及软件的可行性.

关键词：岩溶演化数值模拟、裂隙网络、层流与紊流共存流场

所属期刊栏目：38

分类号：P641.134(水文地质学与工程地质学)

在线出版日期：2020-04-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：831-838