岩石中的离散断裂

您是否曾经注意到水如何流过岩石并通过像白色条纹这样的铜绿覆盖表面来留下其通道的痕迹？整个过程非常复杂，但可以通过将其分解为两个耦合效应来大致解释：重力和化学反应。重力使水通过离散的裂缝（硬岩）或毛孔（沉积岩）浸润，直到它向下方的地下水充电到下面的地下水供应，直到多余的水会在岩石面上浮出水面，就像一杯水一样。另一方面，化学反应使水可以溶解岩石中存在的碳酸盐和类似物质。这种化合物将开始粘在表面上并积聚。

由于岩石中离散的裂缝而引起的白色条纹
在美国马萨诸塞州安妮的大比目鱼角州公园。

流过岩石的水

可以在自然界中见证过流过岩石的水现象大比目鱼点州立公园在马萨诸塞州的安娜角（如上所示）。这些岩石由400多年的花岗岩层制成，这是最常见的岩石类型之一，以其颗粒状质地命名。正如您在图片中看到的那样，这些岩石中的水的通量在它们的表面上可见，使位于表面上浅色的条纹。流体在固体或多孔培养基中的裂缝的自由流动就是所谓的离散裂缝。

模拟离散裂缝

如果您有兴趣模拟离散裂缝，则可以将COMSOL多物理与地下流量模块一起使用。实际上，我们的模型画廊的特色很棒离散裂缝记录了示例。左下方的图像显示了该模型中使用的几何形状，该几何形状由两个块共享代表离散断裂的常见内部边界。在右边，您可以在1000秒后看到裂缝多孔块中时间相关流的分析。

离散骨折的几何形状。	1000 s后时间依赖性流的分析。

这两个块由多孔介质制成，而共享的内部边界代表离散的断裂。这达西定律物理界面用于解决多孔培养基流和断裂流。裂缝表示为内部边界，这意味着达西定律在表面上解决了，而不是通过添加来解决。断裂流功能达西定律界面。这样做避免创建一个非常薄的域，代表裂缝，会导致密集的网眼，由很小的元素组成。换句话说，这是解决此类地下流问题的一种非常有效的方法。

右图的图中的等音表面显示了压力如何在整个断裂上连续，这是地下流的特征，而箭头表示沿裂缝的速度场。由于施加的压力差，流体正在从入口（右）移动到出口（左）。

进一步阅读

现在我们知道，由于岩石和白色条纹中的离散裂缝，由于其外表面发生了化学反应，因此水会浮出水面。

您将找到有关如何在自己中运行离散断裂模拟的更多详细信息我们的模型库中可用的文档。