2019 Fiscal Year Annual Research Report
Hydraulic transfer characteristics of 3D crack network in rocks by utilizing visualization of fluid transfer process
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17H03506
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
蒋 宇静 長崎大学, 工学研究科, 教授 (50253498)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 晃 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (40305008)
杉本 知史 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (60404240)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 単一き裂 / き裂ネットワークモデル / 透水試験 / き裂の空間分布特性 / 水理物質移行特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地下水の移行経路にあたる岩盤内き裂ネットワークの水理物質移動特性は、地層中における核種移行特性や地熱・油ガス貯留層の開発効果の予測評価において重要な要素である。実際の岩盤き裂の間隙構造と分布形態は複雑であり、それらが岩盤の水理物質移動特性に与える影響を反映した評価手法はまだ確立されていないのが現状である。今年度は、前年度までの二次元き裂ネットワーク内の流動特性試験と三次元き裂ネットワーク内の流動特性の実験的解明結果に基づき、き裂ネットワークにおける水理物質移行特性評価モデルの高度化と検証を行った。具体的には、三次元数値解析ツールに提案モデルを組込み、様々な空間分布特性と表面形状を有する三次元き裂ネットワークモデルを作成し、水理物質移行特性の数値解析を実施した。一方、地層中における核種移行特性や地熱・油ガス貯留層の開発効果の予測評価への適用を目指すために、実スケールを考慮した検証が必要である。本研究では岩盤内き裂の空間的分布性状についてDFN(Discrete Fracture Network)法によるモデル化を行い、DFNにおけるき裂の長さを変化させてスケール効果を明らかにした上で、不連続性岩盤を代表するのに必要となる要素体の大きさREVの評価基準を示した。また、各き裂内の非線形的流動挙動についてはナビエ・ストークス方程式を解くことにより正しく表現し、既往研究では殆ど考察されていなかった間隙構造内とき裂間の交差部で発生する流線の屈曲や渦の形成など、平行平板モデルが表現できない現象を詳細に調べることができ、可視化実験で得られた結果との比較により検証も行った。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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