بررسی جریان غیرخطی در شکستگی های سنگی با دیواره زبر

در بسیاری از ساختارهای زمین شناسی، نفوذپذیری ماتریکس سنگ در مقایسه با شکستگی های توده سنگ ناچیز است و شکستگی ها مسیر اصلی جریان سیال در توده سنگ هستند. رفتار جریان سیال درون شکستگی به دلیل افزایش کارایی مطالعات طراحی، اجرا و ایمنی سازه های زیرزمینی و روباز به عنوان یک موضوع مهم تحقیقاتی تلقی می شود. در این مقاله، جریان سیال یک فازی درون شکستگی های سنگی مطالعه شده است. دامنه محاسباتی یک شکستگی فرضی سه بعدی تولید شده و شبیه سازی جریان آرام و آشفته برای دامنه گسترده ای از سرعت های ورودی جریان و با استفاده از روش حجم محدود انجام شده است. افت فشار در بین مقاطع قائم متوالی در داخل شکستگی محاسبه شده و برای توصیف ارتباط بین دبی و افت فشار ناشی از جریان سیال استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می­دهد که: (1) افت فشار استاتیک پیش بینی شده با شبیه سازی جریان آشفته برای محدوده عدد رینولدز 5/4 تا 5/89 به ترتیب  %3 تا %17 بیشتر از مقادیر پیش بینی شده با شبیه سازی جریان آرام است؛ (2) قانون فورچی میر به خوبی با نتایج شبیه سازی جریان مطابقت دارد و رینولدز بحرانی 15 برای جریان غیر خطی پیشنهاد شده است.