An efficient non‐newtonian fluid‐flow simulator for variable aperture fractures
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Many natural and industrial applications involve non‐Newtonian fluids with high effective viscosity ratios flowing between surfaces with spatial variations in aperture. In particular, hydraulic fracturing operations often require pumping sequences of non‐Newtonian fluids with yield‐stress into a variable‐aperture fracture that initially contains water. Numerical methods for this class of problem must deal robustly with the high aspect ratio of the flow domain and large contrasts in effective viscosity while maintaining interfaces between immiscible phases. We avoid the computational burden of a fully three‐dimensional approach by introducing an aperture‐averaged analytic solution for flow of a Hershel‐Bulkley fluid between two plates. We discuss the incorporation of this analytic solution within a simulator of flow within a fracture with spatial variations in aperture. We minimize numerical diffusion through use of a hybrid Lagrangian‐Eulerian approach that naturally tracks the multiple fluid phases. We demonstrate effectiveness of the numerical method through comparison with analytic results and one‐dimensional finite difference numerical solutions. Benchmarking of the 2‐D model against a 3‐D model reveals both advantages and shortcomings of a through‐aperture averaged method. The two simulations agree on the bulk behaviour of the phases while the 2‐D model is two orders of magnitude more efficient. Comparison between predictions of the models after water injection behind the pad reveals that the 3‐D model predicts non‐uniformity across the fracture aperture. This suggests that while bulk behaviour may be well captured by the 2‐D model, improved accuracy could be obtained by introducing multiple fluid layers within each cell of the model.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».