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【论文】课题组成果在HJ期刊发表:基于流阻方法的二维离散裂隙网络中优势流动路径的识别方法
发布时间:2024-02-20

我课题组于2024年2月19日在水文地质学知名期刊“Hydrogeology Journal”上在线发表了题为 “Effective method for identification of preferential flow paths in two-dimensional discrete fracture networks based on a flow resistance method”的研究论文。该论文是国家自然科学基金“多级裂隙网络中地下水优势流动力学机理与多尺度模拟(42072276)”的重要成果,崔雪琳等同学采用Matlab软件开发了裂隙水优势流识别算法,该算法高效、便捷。


文章链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s10040-024-02772-4

DOI:https://doi.org/10.1007/s10040-024-02772-4


优势流是裂隙岩体渗流常见的形式。传统方法通过求解控制方程识别优势流动路径,但计算量大,应用于复杂的实际问题困难。该文章提出一种基于图论的最小阻力法,将总流动阻力最小的路径视为优势路径,基于随机裂隙网络的关键几何特性对流动特性的综合影响,定义流动阻力值,并确定裂隙网络相邻节点之间的因子,采用Dijkstra算法比较裂隙网络不同路径的总流动阻力,确定最小阻力路径。另外,我们引入了一种衡量网络中不同路径的阻力差异的参数,来判断最小阻力路径的优势程度。通过算例和COMSOL 建立数值模型对比,验证基于最小阻力的优势路径算法的有效性。结果表明,流体倾向于沿着流动阻力较小的路径流动,最小阻力路径与优势路径基本一致。该方法无需求助于控制方程的解就可以对随机生成的裂隙网络进行详尽而快速的分析,查明优势路径。