多孔介质中热-水-机械过程和断裂接触力学的完全耦合数值模型

地下各种现象的特点是变形结构（如裂缝）与耦合的热、水力和机械过程之间的相互作用。 地下动力学的模拟可以提供有价值的现象学理解，但需要模型能够忠实地代表所涉及的动力学； 因此，这些模型本身就非常复杂。 本文提出了一种混合维热-流体-机械模型，旨在使用离散-断裂-矩阵框架捕捉过程-结构相互作用。 它结合了基于动量、质量和能量平衡定律的紧密耦合的热流体力学过程，这些过程代表基质和低维裂缝和裂缝交叉点的子域。 明确表示的裂缝的变形通过接触力学关系和库仑摩擦定律建模，并采用一种新颖的公式将裂缝扩张始终整合到控制方程中。 该模型使用平衡方程的多点有限体积和接触条件的半光滑牛顿方案进行离散化，并在开源断裂模拟工具箱 PorePy 中实现。 最后，模拟研究证明了模型的收敛性，研究了过程-结构耦合效应，探索了不同的裂缝扩张模型，并展示了该模型在三维地热储层增产和长期冷却中的应用。 热流体力学，裂缝，裂缝变形，多孔介质，多点有限体积，剪切膨胀，离散裂缝-基质，混合维