| شبیهسازی همزمان رفتار حرارتی–هیدرولیکی–مکانیکی تودهسنگهای دارای شکستگی برای کاربردهای مهندسی زمینشناسی |
| کد مقاله : 1036-NIEGC2025 |
| نویسندگان |
|
ریحانه ابراهیمی *، مجید نوریان بیدگلی گروه معدن، دانشکده مهندسی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران |
| چکیده مقاله |
| این پژوهش به شبیهسازی عددی کوپلشدهی حرارتی–هیدرولیکی–مکانیکی (THM) تودهسنگهای شکستگیدار با استفاده از کد المان مجزا 3DEC میپردازد و با تمرکز بر کاربردهای مهندسی زمینشناسی، به بررسی برهمکنش میان دما، فشار منفذی و تنشهای مکانیکی در شرایط ژئوترمال و ذخیرهسازی زیرزمینی میپردازد. در این چارچوب، یک مدل کاملاً کوپلشده برای شبیهسازی انتقال حرارت، جریان سیال و تغییرشکل مکانیکی در دامنهای مکعبی شامل یک شکستگی منفرد توسعه داده شد. اثر تغییر ضریب انتقال حرارت جابجایی (h=1،10،100 W/m2.K) بر تحول میدان دما، فشار منفذی و گشودگی شکستگی در طی تزریق آب سرد به تودهسنگ داغ مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان میدهد که کوپل حرارتی نقش اصلی در کنترل تعادل حرارتی بین ماتریس سنگ و سیال در گردش دارد، در حالیکه متغیرهای هیدرولیکی عمدتاً تحت تأثیر شرایط مرزی هستند. افزایش ضریب انتقال حرارت موجب تسریع قابلتوجه در رسیدن به تعادل حرارتی و افزایش حساسیت سامانههای زیرسطحی به ویژگیهای ترموفیزیکی فصل مشترک میشود. تحلیل THM روندهای فیزیکی سازگار را آشکار ساخت؛ از جمله کنترل جبههی سرمایش توسط انتقال حرارت رسانشی و جابجایی، ارتباط قوی میان تغییرات دما و فشار منفذی و پایداری مکانیکی تحت گرادیانهای حرارتی متوسط. یافتهها اهمیت تحلیلهای کوپلشدهی THM را در طراحی و ارزیابی ریسک سامانههای زیرسطحی مانند مخازن ژئوترمال و پروژههای تونلسازی عمیق برجسته میسازد. |
| کلیدواژه ها |
| مدلسازی کوپلشده، حرارتی–هیدرولیکی–مکانیکی (THM)، 3DEC، انتقال حرارت، سنگهای دارای شکستگی، شبیهسازی عددی. |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی |