高度不均質地層中の多相流体流動シミュレーション技術の研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62550461
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 登坂 博行 東京大学, 工学部, 講師 (90188748)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 戸谷 嗣津夫 東京大学, 工学部, 助手 (20010986) ; 小島 圭二 東京大学, 工学部, 教授 (00011099)
• Keywords: 不均質岩盤 / 割れ目 / 断層 / 数値シミュレーション / 多相流体

Research Abstract

高度に不均質な岩盤, 即ち断層, 割れ目の卓越するような岩盤中の流体流動の多様性を的確に捉え数値シミュレーションに反映する目的で, 次の二つの方向からアプローチを行い各々下記の実績を得た.
1.高度不均質性の定量化方法の研究
流体流動に対する不均質性は流動方向の多様性により特徴付けられる. この多様性を考えるときは単一の割れ目レベルでのミクロ的な見方と, それらの集合体としてのマクロ的な見方が必要である. 地質工学的には, ミクロ的な不均質性を特徴付けるパラメータとしては, 割れ目の開口幅, 長さ, その他の形状因子があり, マクロ的には, それらの有限岩体中に於ける連続性, 方向性等が挙げられる. これまでの研究の結果, ミクロの物性とマクロの物性をつなぐ統計的自己相似性の存在が予想されるに至っており, これを援用することにより空間の不均質性分布をある程度大まかに推定できる可能性が指摘されるに至っている. 現在この方向で検討を進めている.
2.数値シミュレーション技術の研究
数値シミュレーションでは空間離散化により解を求めるためマクロ的な不均質性を扱うことになるが, この際の流動方向の多様性を表現するため, 従来の差分型シミュレータでは方向自由度が二次元では4, 三次元では6に限られていたが, 本研究では, 二次元で8方向以上, 三次元で26方向以上の方向性を採れるように, シミュレータ骨格部分の作成を行い, 新しいマトリックス解法の開発も行った.