On Modeling Three-Phase Flow in Discretely Fractured Porous Rock
Notice bibliographique
Résumé
Numerical modeling of fluid flow and dissolved species transport in the subsurface is a challenging task, given variability and measurement uncertainty in the physical properties of the rock, the complexities of multi-fluid interaction, and limited computational resources. Nonetheless, this thesis seeks to expand our modeling capabilities in the context of contaminant hydrogeology. We describe the numerical simulator CompFlow Bio and use it to model invasion of a nonaqueous phase liquid (NAPL) contaminant through the vadose zone and below the water table in a fractured porous rock. CompFlow Bio is a three-phase, multicomponent, deterministic numerical model for fluid flow and dissolved species transport; it includes capillary pressure and equilibrium partitioning relationships. We have augmented the model to include randomly generated, axis-aligned, discrete fracture networks (DFNs). The DFN is coupled with the porous medium (PM) to form a single continuum. The domain is discretized using a finite-volume scheme in an unstructured mesh of rectilinear control volumes (CVs). \nHerein we present the governing equations, unstructured mesh creation scheme, algebraic development of fracture intersection CV elimination, and coupling of PM CVs over a fracture plane to permit asperity contact bridged flow. We include: small scale two-phase water-air and NAPL-water simulations to validate the practice of intersection CV elimination; small scale simulations with water-air, NAPL-water, and NAPL-water-air systems in a grid refinement exercise and to demonstrate the effect of asperity contact bridged flow; intermediate scale 3D simulations of NAPL invading the saturated zone, based on the Smithville, Ontario, site; intermediate scale 2D and 3D simulations of NAPL invading the vadose zone and saturated zone with transient recharge, based on the Santa Susana Field Laboratory site, California. \nOur findings indicate that: the formulation provides a practical and satisfactory way of modeling three-phase flow in discretely fractured porous rock; numerical error caused by spatial discretization manifests itself as several biases in physical flow processes; that asperity contact is important in establishing target water saturation conditions in the vadose zone; and simulation results are sensitive to relative permeability-saturation-capillary pressure relationships. We suggest a number of enhancements to CompFlow Bio to overcome certain computational limitations.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».