چارچوب‌های مدل‌سازی THMC در محیط‌های متخلخل: مبانی، کاربردها و توسعه روش ناپیوستگی جابجایی در محیط کوپل ترمو هیدرومکانیکی

عبدالهی پور, ابوالفضل; کارگر, علی رضا

doi:10.22034/IRSRM.2026.587795.1084

چارچوب‌های مدل‌سازی THMC در محیط‌های متخلخل: مبانی، کاربردها و توسعه روش ناپیوستگی جابجایی در محیط کوپل ترمو هیدرومکانیکی

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

ابوالفضل عبدالهی پور ¹

علی رضا کارگر ²

¹ دانشکده مهندسی معدن، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران

² کارگر شمالی، بعد از تقاطع جلال، روبروی خیابان نهم، دانشکده فنی دانشگاه تهران،

10.22034/IRSRM.2026.587795.1084

چکیده

مدل‌سازی فرآیندهای حرارتی، هیدرولیکی، مکانیکی و شیمیایی (THMC) در محیط‌های متخلخل و دارای شکستگی، یکی از چالش‌های اصلی در بسیاری از مسائل مهندسی زیرسطحی از جمله ذخیره‌سازی زمین‌شناسی CO₂، دفع پسماندهای هسته‌ای، سامانه‌های زمین‌گرمایی، مخازن نامتعارف و بهره‌برداری از هیدرات‌های گازی محسوب می‌شود. در این مقاله، مبانی نظری کوپلینگ THMC، معادلات حاکم، روش‌های عددی متداول و راهبردهای مختلف کوپلینگ مورد مرور و ارزیابی قرار گرفته‌اند. همچنین مزایا و محدودیت‌های روش‌های گسسته‌سازی دامنه و روش‌های مرزی در تحلیل مسائل چندفیزیکی مورد بحث قرار گرفته است. در ادامه، یک چارچوب ترمو-هیدرو-مکانیکی مبتنی بر روش ناپیوستگی جابجایی (DDM) برای محیط‌های متخلخل دارای شکستگی معرفی می‌شود. در این چارچوب، علاوه بر ناپیوستگی‌های مکانیکی، اثرات جریان سیال و انتقال حرارت نیز در قالب یک فرمول‌بندی کوپل‌شده لحاظ شده‌اند و میدان‌های تنش، فشار منفذی و دما با استفاده از توابع گرین و معادلات انتگرالی محاسبه می‌شوند. نتایج اعتبارسنجی با استفاده از داده‌های میدانی، حل‌های تحلیلی و مسائل معیار نشان می‌دهد که مدل قادر است رفتار وابسته به زمان محیط‌های پوروالاستیک، تکامل فشار منفذی و پاسخ‌های ترموالاستیک را با دقت مناسبی بازتولید کند. نتایج این مطالعه بیانگر ظرفیت بالای روش DDM در مدل‌سازی کارآمد مسائل THM در محیط‌های شکستگی‌دار و کاربرد آن در مسائل پیچیده ژئومکانیکی است.

کلیدواژه‌ها

کوپل THMC

مدل‌سازی چند-فیزیک

معادلات حاکم

روش ناپیوستگی جابجایی

محیط متخلخل شکسته

موضوعات