A robust finite element‐finite volume strategy for viscosity‐dominated hydraulic fracture propagation using an asymptotic tip enrichment
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Fluid‐driven fracture propagation is widely observed in various geological processes and crucial to many applications of geological engineering. Developing robust and accurate numerical strategies has significance in advancing the scientific understanding and engineering applications related with fluid‐driven fracture propagation. We present a finite element‐finite volume strategy using asymptotic fracture tip enrichment to model the fluid‐driven fracture propagation in three‐dimensional Cartesian meshes under the viscosity‐dominated regime, in which the fluid viscosity‐related process is the dominant energy dissipation mechanism. We use the finite element method to discretize the balance of linear momentum equation for the deformed solid and the finite volume method to discretize the Reynolds equation that governs the fluid flow. In order to track the evolving fracture front in heterogeneous media, we extend the implicit level set approach originally proposed for the displacement discontinuity method. Through this process, a signed distance‐based fracture propagation criterion naturally emerges and is suitable for the viscosity‐dominated regime when solid toughness becomes irrelevant. Critically, we enrich the fluid volume treatment near the fracture front using the tip asymptotic solution. This enrichment strategy is crucial to overcome the mesh nonconformity caused by the arbitrary intersections between propagating fracture front and underlying Cartesian meshes. We compare the numerical results with analytical solutions of the KGD problem and the penny‐shape problem, and illustrate the mesh size and time step‐insensitivity of the numerical results due to the tip enrichment technique. Also, we demonstrate the capabilities of the proposed method to model fluid‐driven fracture propagation in various heterogeneous media.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 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 ».