具有分形表面裂隙的渗流特性研究

摘要

采用了有限元方法数值模拟了分形裂隙的渗流场问题。通过对决定分形插值曲面分形维数的垂直比例因子赋以不同的数值，生成多个粗糙裂隙剖面的有限元模型。根据稳态渗流问题的Darcy定律，计算在不同分形维数下裂隙剖面的等效导水系数。研究表明，裂隙剖面的分形维数越大，裂隙的粗糙程度越强，裂隙剖面的导水系数会随着裂隙分形维数的增加而降低。在裂隙剖面的分形维数为常数的条件下，如果对剖面两端施以不同的压力差，流体通过横断面的平均流速会随着压力差的增加而增加，而裂隙的导水系数则会随着压力差的增加而逐渐减小。