Error assessment of reconstructed 3D Digital Replica Models: From Computed Tomography data to pore-scale simulations
Notice bibliographique
Résumé
The application of flow simulations on porous media, reconstructed through Computerised Tomography (CT) scans, has emerged as a prevalent methodology for the computation of rock permeability. However, constructing a proper 3D model of a rock sample is a real challenge, mainly due to the lack of a unified procedure. Indeed, to ensure precise outcomes, specific prerequisites must be fulfilled. This paper proposes a methodology to assess the convergence and accuracy of computed solutions from CT data to pore-scale simulations. Starting from 3D volume data obtained by X-ray CT, we develop a workflow to investigate the effects of the reconstructed shape on the permeability of a granular porous medium composed of glass beads. Indeed, the choices of CT scan resolution and digital rock discretization can compromise the quality and computational cost of numerical results. Especially in configurations of porous media with high solid volume fractions and very narrow porous spaces, as observed in solid/solid contact zones, which can be either under or over-resolved depending on the numerical tools used. Highly resolved Direct Numerical Simulations (DNS) are conducted to solve incompressible Navier–Stokes equations through porous media. Body-fitted meshes are employed to resolve irregular shapes accurately, ensuring precise results even with coarser meshes. The methodology is validated with challenging simulations of flows through simple cubic close packing of particles, incorporating various geometric surface modeling techniques. A convergence of the results with respect to grid resolution is obtained for low- to moderate-Reynolds-number flows. The numerical results indicate that permeability calculation strongly depends on surface processing. Finally, we apply these recommendations to construct accurate digital replica models generated from CT data of our assembly of randomly arranged glass beads in a tube. The study of the pressure drop convergence demonstrates an excellent agreement with the empirical correlation. • Methodology to assess digital replica accuracy from CT data to 3D pore-scale simulations. • Highly resolved Direct Numerical Simulations have been performed for porous media. • 2nd-order convergence for low porosity and low- to moderate-Reynolds-number flows. • Permeability calculation strongly depends on the surface geometric modeling of solids. • Particle surfaces are obtained from a Medical-CT scan in STL format.
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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 | 0,003 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 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 ».