JP2024066980A - A method for characterizing three-dimensional fracture network rock mass models with multi-scale heterogeneity - Google Patents
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Abstract
【課題】マルチスケール不均質性を有する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル特徴付け法を開示する。【解決手段】モンテカルロシミュレーション方法を利用してランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルを生成し、岩体モデルに対して三角グリッドと四面体グリッドの分けを行ってから、不均質性を構築し、モデルの各割れ目の平均開度値、即ち割れ目間のマクロ不均質性を付与し、モデルのすべての割れ目の平均開度値、即ち割れ目ネットワークマクロ不均質性を付与し、自己アフィン法と投影法を利用してモデルの各割れ目のランダム開度場、即ち割れ目内部の開度ミクロスケールの不均質性を付与し、最後に、割れ目面の三角グリッドユニットと基質四面体グリッドユニットに対してデータ変換を行い、マルチスケール不均質性を有する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル又はグリッドモデルを得る。【選択図】図１A method for characterizing a three-dimensional fracture network rock mass model with multi-scale heterogeneity is disclosed. A random three-dimensional discrete fracture network rock mass model is generated using a Monte Carlo simulation method, and the rock mass model is divided into triangular grid and tetrahedral grid, and then the heterogeneity is constructed, and the average opening value of each fracture in the model, i.e., the macro-heterogeneity between fractures, is given, and the average opening value of all fractures in the model, i.e., the fracture network macro-heterogeneity, is given, and the random opening field of each fracture in the model, i.e., the micro-scale opening heterogeneity inside the fracture, is given using a self-affine method and a projection method, and finally, data conversion is performed on the triangular grid unit of the fracture surface and the matrix tetrahedral grid unit to obtain a three-dimensional fracture network rock mass model or grid model with multi-scale heterogeneity. [Selected Figure] Figure 1
Description
本発明は、ランダム割れ目モデルの確立技術分野に属し、特にマルチスケール不均質性を有する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル特徴付け法に関する。 The present invention belongs to the technical field of establishing random fracture models, and in particular to a method for characterizing a three-dimensional fracture network rock mass model with multi-scale heterogeneity.
岩体における大量に発育するランダム割れ目の互いの分割関係は、空間的に連通する割れ目ネットワークを形成し、これらの連通性が良好な割れ目ネットワークは、地下流体運動と汚染物遷移の主なチャンネルを構成しており、地下水の浸透流と汚染物遷移及び核種遷移レートなどの特殊な問題に対して重要な制御作用がある。現在、複雑な割れ目岩体を表す数学モデルは、全体的には、等価連続媒体モデル、離散割れ目ネットワークモデルと割れ目ネットワーク岩体（又は割れ目－穴隙二重媒体）モデルに分けられる。連続方法と比べて、離散割れ目ネットワーク方法は、それが各割れ目幾何特徴を正確に考慮する優位性があるため、広く応用されており、このような方法により、離散割れ目岩体内の流体流動と溶質遷移の特徴を正確に予測することができる。 The division relationship between the random fractures that develop in large numbers in rock masses forms a spatially connected fracture network. These well-connected fracture networks form the main channels for underground fluid movement and contaminant migration, and have an important control effect on special problems such as groundwater seepage flow, contaminant migration, and nuclide migration rates. At present, mathematical models representing complex fractured rock masses are generally divided into equivalent continuous medium models, discrete fracture network models, and fracture network rock mass (or fracture-pore dual medium) models. Compared with the continuous method, the discrete fracture network method has the advantage of accurately considering the geometric characteristics of each fracture, and is therefore widely used. This method can accurately predict the characteristics of fluid flow and solute migration in discrete fractured rock masses.
割れ目ネットワークモデルがマルチスケール不均質性を有するため、割れ目岩体内の溶質遷移プロセスを正確に特徴付けることは、依然として一定の挑戦性を有する。このマルチスケール不均質性は、主に以下を含み、（１）割れ目ネットワークマクロスケール不均質性、例えばネットワークランダム分布、割れ目密度と割れ目大きさ、（２）割れ目間開度分布マクロ不均質性、即ち異なる割れ目間の割れ目の開度は、変異性を有する。一般的には、異なる割れ目の開度は、同じ値、ランダム値、割れ目の大きさとの関連又は半関連関係であってもよく、（３）割れ目内部の開度ミクロスケールの不均質性により、各割れ目内部の開度分布は、異なる。近年、研究者は、上記３種類の異なる不均質スケールにおける浸透流（優位性のある流チャンネル、滲透率の変化）と溶質遷移（「早期到着」と「尾引き」の非フィク遷移特徴）についていくつかの研究を行った。例えば、割れ目ネットワークモデルを利用して割れ目ランダム分布と割れ目密度などのネットワークスケール不均質性が異なる溶質透過曲線、平均破壊時間の不決定性に対する影響を検討する。なお、いくつかの学者の研究によると、不均一に分布する割れ目の開度により、割れ目ネットワークモデルに極めて低流速と高流速の領域が形成され、顕著な優先的な浸透流経路が形成され、さらに溶質の「早期到着」と「尾引き」の特徴が増強されることが分かった。しかしながら、天然割れ目岩体は、割れ目ネットワークと多孔質岩石で構成され、割れ目ネットワークと周囲の岩石基質との間の相互作用が溶質遷移行為、特に長時間スケールの溶質遷移プロセスに明らかな影響がある。そのため、割れ目と岩石基質との間の物質交換プロセスを考慮することは、割れ目岩体における溶質遷移行為を正確に予測することに重要な意義がある。近年、コンピュータ技術の発展と数値シミュレーション技術の進歩に伴い、割れ目－基質システムにおける溶質遷移行為に対する表示シミュレーション研究で、一部の学者は、三次元割れ目ネットワーク分布と岩石基質の影響を同時に考慮し始める。 Because the fracture network model has multi-scale heterogeneity, it is still challenging to accurately characterize the solute transition process in fractured rocks. This multi-scale heterogeneity mainly includes: (1) fracture network macro-scale heterogeneity, such as network random distribution, fracture density and fracture size; (2) inter-fracture aperture distribution macro-heterogeneity, i.e., the fracture aperture between different fractures has variability. In general, the aperture of different fractures may be the same value, random value, related or semi-related relationship with the fracture size; (3) due to the internal aperture micro-scale heterogeneity, the internal aperture distribution of each fracture is different. In recent years, researchers have conducted several studies on the permeation flow (predominant flow channel, permeability change) and solute transition (non-Fiscal transition features of "early arrival" and "tailing") in the above three different heterogeneity scales. For example, the fracture network model is used to study the effects of network-scale heterogeneity such as fracture random distribution and fracture density on different solute permeability curves and the uncertainty of mean fracture time. In addition, some scholars' research has found that the uneven distribution of fracture openings will form extremely low and high flow rate regions in the fracture network model, leading to significant preferential seepage flow paths, and further enhancing the characteristics of solute "early arrival" and "tailing". However, natural fractured rock bodies are composed of fracture networks and porous rocks, and the interaction between the fracture network and the surrounding rock matrix has an obvious effect on solute transition behavior, especially the long-time scale solute transition process. Therefore, considering the material exchange process between fractures and rock matrix is of great significance to accurately predicting solute transition behavior in fractured rock bodies. In recent years, with the development of computer technology and the progress of numerical simulation technology, some scholars have begun to simultaneously consider the effects of three-dimensional fracture network distribution and rock matrix in the display simulation research on solute transition behavior in fracture-matrix systems.
しかしながら、三次元離散割れ目ネットワーク幾何特徴が、比較的に複雑であり、且つランダム分布の特徴を有するため、割れ目ネットワークと岩石基質のグリッドの分け及び正確な描写と両方間の溶質交換のシミュレーションは、まだ一定の困難があり、それに関連する数値モデル又はシミュレーションソフトウェア報道は、比較的に少ない。そのため、マルチスケール不均質性と岩石基質影響を同時に考慮する三次元割れ目ネットワーク岩体モデルを構築することは、複雑な割れ目ネットワーク岩体における流体流動と溶質遷移メカニズムのさらなる研究に役立ち、核廃棄物処理、地下汚染物対策などの大型地下工事の安全で安定した運行の向上には重要な意義がある。 However, because the geometric characteristics of three-dimensional discrete fracture networks are relatively complex and have random distribution characteristics, there are still certain difficulties in dividing and accurately depicting the grids of fracture networks and rock matrix, and simulating the solute exchange between them, and there are relatively few related numerical models or simulation software reports. Therefore, constructing a three-dimensional fracture network rock mass model that simultaneously considers multi-scale heterogeneity and rock matrix effects will help further research into the fluid flow and solute transition mechanisms in complex fracture network rock masses, and is of great significance to improving the safe and stable operation of large-scale underground construction projects such as nuclear waste disposal and underground contaminant control.
上記問題に対して、本発明の目的は、マルチスケール不均質性を有する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル特徴付け法を提供することである。 In response to the above problem, the objective of the present invention is to provide a method for characterizing a three-dimensional fracture network rock mass model with multi-scale heterogeneity.
上記目的を実現するために、本発明で採用される技術案は、以下の通りである。 To achieve the above objectives, the technical solutions adopted in this invention are as follows:
ステップ１．モンテカルロシミュレーション方法を利用してランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルを生成し、
ステップ２．Ｄｅｌａｕｎａｙ三角グリッドオープンソースツールボックスＤＦＮｓＭｅｓｈＧｅｎｅｒａｔｏｒ３Ｄを呼び出し、割れ目面と基質境界面に対して三角グリッド分けを行い、Ｄｅｌａｕｎａｙ四面体グリッド生成器ＴｅｔＧｅｎを呼び出して岩石基質に対して四面体グリッド分けを行い、
割れ目面の三角グリッド分けを行う際に、６つの基質境界面の三角グリッドを同時に得ることを保証するために、ＤＦＮｓＭｅｓｈＧｅｎｅｒａｔｏｒ３Ｄ入力ファイルに６つの割れ目面の頂点と中心座標を追加し、６つの基質境界面に対して三角グリッド分けを行う必要があり、
岩石基質四面体グリッド分けの際に、割れ目面及び６つの基質境界面の三角グリッド形態のままにすることを保証するために、ＴｅｔＧｅｎの入力ファイルは、割れ目面と基質境界面の三角グリッドユニットのノードリストと面リストとを含むべきであり、
ステップ３．割れ目間のマクロスケール不均質性又は三次元割れ目ネットワークマクロスケール不均質性又は割れ目内部の開度ミクロスケールの不均質性を構築し、ランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルを割り当て、それは、
割れ目間のマクロスケール不均質性を構築し、シミュレーション領域におけるすべての割れ目に番号をつけ、割れ目の開度と割れ目の大きさとの間のべき乗則関係に基づき、各割れ目の平均開度値ｂｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ，ｉを算出し、ランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルの各割れ目に開度値ｂｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ，ｉを付与し、各割れ目の大きさが異なるため、それによって得られた割れ目間開度の違いは、割れ目間のマクロスケール不均質性であるサブステップと、
割れ目ネットワークマクロ不均質性を構築し、ランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルにおける各割れ目の平均割れ目の開度ｂｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ，ｉに基づき、すべての割れ目の平均開度値ｂｃｏｎｓｔａｎｔを算出し、ランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルの各割れ目の平均割れ目の開度値にｂｃｏｎｓｔａｎｔを付与し、それによって得られた割れ目ネットワークの違いは、割れ目ネットワークマクロ不均質性であるサブステップと、
割れ目内部の開度ミクロスケールの不均質性を構築し、逐次ランダム累積法に基づき、割れ目の開度標準差σとＨｕｒｓｔ指数Ｈを与えることによって、自己アフィン粗さの特徴を有する割れ目面を生成し、得られた各割れ目の平均開度値ｂｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ，ｉに基づき、転位法を使用して正規分布に合致するランダム割れ目の開度場を構築し、重心補間法を利用してランダム割れ目の開度場をランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルの各割れ目の三角グリッドノードに投影し、それによって得られた割れ目内部開度の違いは、割れ目内部の開度ミクロスケールの不均質性であるサブステップとを含み、
ステップ４．割れ目面の三角グリッドユニットと基質四面体グリッドユニットに対してデータ変換を行い、マルチスケール不均質性を有し、且つ岩石基質を考慮する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル又はグリッドモデルを得る。
Step 1. Generate a random three-dimensional discrete fracture network rock mass model using Monte Carlo simulation method;
Step 2. Call the Delaunay triangular grid open source toolbox DFNsMeshGenerator3D to perform triangular gridding for the fracture and matrix interfaces, and the Delaunay tetrahedral grid generator TetGen to perform tetrahedral gridding for the rock matrix;
In order to ensure that the triangular grids of the six substrate interfaces are obtained simultaneously when triangulating the crack surfaces, it is necessary to add the vertices and center coordinates of the six crack surfaces to the DFNsMeshGenerator3D input file and perform triangular grid division for the six substrate interfaces.
To ensure that the rock matrix tetrahedral gridding retains the triangular grid form of the fracture surfaces and the six matrix interfaces, the TetGen input file should contain a node list and a face list of the triangular grid units of the fracture surfaces and matrix interfaces;
Step 3. Build the inter-fracture macro-scale heterogeneity or 3D fracture network macro-scale heterogeneity or intra-fracture openness micro-scale heterogeneity and assign a random 3D discrete fracture network rock mass model, which is
a sub-step of constructing inter-fracture macro-scale heterogeneity, numbering all fractures in the simulation domain, calculating the average fracture aperture value bcorrelated,i for each fracture based on the power-law relationship between fracture aperture and fracture size, and assigning an aperture value bcorrelated,i to each fracture in the random three-dimensional discrete fracture network rock mass model, since the size of each fracture is different, the difference in inter-fracture aperture obtained thereby is the inter-fracture macro-scale heterogeneity;
A sub-step of constructing a fracture network macro-heterogeneity, calculating an average fracture opening value b constant of all fractures based on the average fracture opening value b correlated,i of each fracture in the random three-dimensional discrete fracture network rock mass model, and assigning b constant to the average fracture opening value of each fracture in the random three-dimensional discrete fracture network rock mass model, and the difference of the fracture network obtained thereby is the fracture network macro-heterogeneity;
The sub-steps include constructing the micro-scale heterogeneity of the internal opening of the fracture, generating a fracture surface with the characteristics of self-affine roughness by giving the standard difference σ of the fracture opening and the Hurst exponent H of the fracture based on the sequential random accumulation method, constructing a random fracture opening field conforming to a normal distribution using the dislocation method based on the obtained average opening value b of each fracture, and projecting the random fracture opening field to the triangular grid node of each fracture of the random three-dimensional discrete fracture network rock mass model using the barycentric interpolation method, and the difference of the internal opening of the fracture obtained is the micro-scale heterogeneity of the internal opening of the fracture;
Step 4. Perform data transformation on the fracture surface triangular grid units and matrix tetrahedral grid units to obtain a 3D fracture network rock mass model or grid model that has multi-scale heterogeneity and takes into account the rock matrix.
さらに、前記ステップ１におけるモンテカルロシミュレーション方法に必要なパラメータは、
シミュレーション対象の実情に基づいて決定されたシミュレーション領域の長さ、幅と高さ、及び
シミュレーション対象の実情に基づいて決定された、数と生成状況と密度と大きさとを含むネットワーク割れ目幾何パラメータである。
Furthermore, the parameters required for the Monte Carlo simulation method in step 1 are as follows:
The length, width and height of the simulation area are determined based on the actual conditions of the simulation target, and the network crack geometric parameters, including the number, generation conditions, density and size, are determined based on the actual conditions of the simulation target.
さらに、ステップ１には、具体的には、ｄｆｎＷｏｒｋｓオープンソースソフトウェア又は他のモデリングソフトウェア又は自主開発コードを利用してモンテカルロシミュレーション方法を使用してランダム三次元離散割れ目ネットワークモデルを生成することが含まれる。 Furthermore, step 1 specifically includes generating a random three-dimensional discrete fracture network model using Monte Carlo simulation methods utilizing dfnWorks open source software or other modeling software or self-developed code.
さらに、前記ステップ２は、生成された割れ目幾何パラメータを処理変換してＤｅｌａｕｎａｙ三角グリッドオープンソースツールボックスＤＦＮｓＭｅｓｈＧｅｎｅｒａｔｏｒ３Ｄの入力ファイルを得る必要がある。 Furthermore, step 2 requires processing and converting the generated crack geometry parameters to obtain input files for the Delaunay triangular grid open source toolbox DFNsMeshGenerator3D.
さらに、割れ目の開度と割れ目の大きさのべき乗則関係表現式は、
ここで、ｉは、三次元割れ目ネットワークモデルにおけるｉ本目の割れ目であり、ｉ＝１、２、３、…、Ｎであり、ここで、Ｎは、割れ目総数であり、ｂｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ，ｉは、ｉ本目の割れ目の平均割れ目の開度であり、ｒｉは、ｉ本目の割れ目の大きさであり、γとβは、べき乗則関係の特徴係数と特徴指数である。
Furthermore, the power law relationship between the crack opening and the crack size is expressed as follows:
Here, i is the i-th crack in the three-dimensional crack network model, i = 1, 2, 3, ..., N, where N is the total number of cracks, b correlated,i is the average crack opening of the i-th crack, r i is the size of the i-th crack, and γ and β are the characteristic coefficient and characteristic index of the power law relationship.
さらに、前記ステップ３における割れ目内部の開度ミクロスケールの不均質性を構築することは、以下のサブステップを含む。 Furthermore, constructing the micro-scale heterogeneity of the crack opening inside in step 3 includes the following sub-steps:
ステップ３．３．３．各離散割れ目の二次元デカルト座標開度分布場を得、
ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）重心補間法を利用して三次元デカルト座標に生成された二次元デカルト座標割れ目の開度場を三次元割れ目ネットワークモデルの各割れ目の三角グリッドノードに投影するため、三次元割れ目ネットワークモデルにおける各割れ目の割れ目の開度分布binternal,i(X)は、
式において、Ｘ＝（ｘ’，ｙ’，ｚ’）、ｂｉｎｔｅｒｎａｌ，ｉ（Ｘ）＝０は、Ｘ座標点の割れ目の開度が０、即ち割れ目内部の上下面の接触領域であることを表す。
Step 3.3.3. Obtain a two-dimensional Cartesian coordinate opening distribution field for each discrete fracture;
The two-dimensional Cartesian coordinate fracture aperture field generated in the three-dimensional Cartesian coordinate system using the MATLAB® barycentric interpolation method is projected onto the triangular grid nodes of each fracture in the three-dimensional fracture network model, so that the fracture aperture distribution b internal,i (X) of each fracture in the three-dimensional fracture network model is given by:
In the formula, X=(x', y', z'), b internal,i (X)=0 indicates that the opening of the crack at the X coordinate point is 0, that is, the area is the contact area of the upper and lower surfaces inside the crack.
さらに、前記ステップ３における割れ目内部の開度ミクロスケールの不均質性を構築するＨは、Ｈｕｒｓｔ指数であり、割れ目が天然岩石である場合、値の範囲は、０．４５～０．８７であり、Ｈ値が小さければ小さいほど、粗さは、大きくなる。 Furthermore, H, which constructs the micro-scale heterogeneity of the crack interior opening in step 3, is the Hurst exponent, and when the crack is in natural rock, the value ranges from 0.45 to 0.87, and the smaller the H value, the greater the roughness.
さらに、前記ステップ３において、逐次ランダム累積アルゴリズムを利用して二次元デカルト座標割れ目の開度場を生成する場合、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）を使用して空間投影を行う際に開度場が割れ目ネットワークモデルにおける割れ目を完全に覆うことができることを保証するように、二次元割れ目の中心が三次元割れ目の中心に整合し、且つ二次元割れ目のサイズが三次元割れ目ネットワークモデルにおける各割れ目の平面サイズよりも大きいことを保証する必要がある。 Furthermore, in step 3, when a sequential random accumulation algorithm is used to generate a two-dimensional Cartesian coordinate fracture opening field, it is necessary to ensure that the center of the two-dimensional fracture aligns with the center of the three-dimensional fracture and that the size of the two-dimensional fracture is larger than the planar size of each fracture in the three-dimensional fracture network model, so as to ensure that the fracture opening field can completely cover the fractures in the fracture network model when performing spatial projection using MATLAB (registered trademark).
さらに、ＭＡＴＬＡＢを利用して空間投影を行う場合、各グリッドノード座標に基づいて補間計算を行って割れ目の開度値を得る必要があり、これを踏まえて各三角グリッドユニットの３つのノードに対して平均値を取ると、各三角グリッドの平均割れ目の開度を得ることができ、三角グリッドの分けが細ければ細かいほど、割れ目ネットワークモデルの割れ目の開度場の描写は、正確になる。 Furthermore, when performing spatial projection using MATLAB, it is necessary to perform interpolation calculations based on the coordinates of each grid node to obtain the crack opening value. Based on this, by taking the average value for the three nodes of each triangular grid unit, the average crack opening for each triangular grid can be obtained; the finer the division of the triangular grid, the more accurate the depiction of the crack opening field of the crack network model.
さらに、前記ステップ４には、
．ｖｔｋフォーマットファイルを生成してＰａｒａｖｉｅｗを使用して割れ目面の三角グリッドユニットと基質四面体グリッドユニットに対してデータ変換を行い、マルチスケール不均質性を有し、且つ岩石基質を考慮する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル又はグリッドモデルを得ることと、必要に応じてグリッドモデルに対して可視化分析を行い、．ｍｓｈフォーマットファイルを生成してＯｐｅｎＧｅｏｓｙｓを使用して浸透流と溶質遷移シミュレーションを展開することとが含まれる。
Furthermore, in step 4,
It includes generating .vtk format files and using Paraview to convert data to fracture surface triangular grid units and matrix tetrahedral grid units to obtain a 3D fracture network rock mass model or grid model with multi-scale heterogeneity and considering the rock matrix, performing visualization analysis on the grid model as necessary, and generating .msh format files and using OpenGeosys to develop seepage flow and solute transport simulations.
本発明の有益な効果は、本出願が、三次元割れ目ネットワークランダム分布と複雑な構造によるマクロ不均質性だけでなく、割れ目表面の粗さによるミクロスケール不均質性も考慮しており、モンテカルロ方法によって実際の割れ目ネットワーク岩体に類似する粗い三次元割れ目ネットワーク岩体モデルを再構築しており、複雑な割れ目ネットワーク構造及び周囲の岩石基質をより現実的にシミュレーションすることができ、岩体割れ目浸透流と汚染物遷移の理論研究業務に比較的に正確な数値モデルを提供したことである。 The beneficial effect of the present invention is that the present application takes into account not only the macro-heterogeneity due to the random distribution and complex structure of the three-dimensional fracture network, but also the micro-scale heterogeneity due to the roughness of the fracture surface, and reconstructs a rough three-dimensional fracture network rock mass model similar to the actual fracture network rock mass by the Monte Carlo method, which can more realistically simulate the complex fracture network structure and the surrounding rock matrix, and provides a relatively accurate numerical model for the theoretical research work of fracture seepage flow and contaminant transition in rock mass.
発明の上記目的、特徴と利点をより明らかに分かりやすくするために、以下では、図面を結び付けながら本発明の具体的な実施の形態を詳細に説明する。 In order to more clearly and easily understand the above-mentioned objects, features and advantages of the invention, the following detailed description will be given of specific embodiments of the invention in conjunction with the drawings.
以下の記述において、本発明を十分に理解することを容易にするために、多くの具体的な詳細を記述するが、本発明は、ここで記述される方法と異なる他の方法で実施されてもよく、当業者は、本発明の内包を損なうことなく類似している普及を行うことができるため、本出願は、以下に開示される具体的な実施例に制限されない。 In the following description, many specific details are described to facilitate a thorough understanding of the present invention, but the present invention may be embodied in other ways different from those described herein, and those skilled in the art may make similar extensions without losing the scope of the present invention, so the present application is not limited to the specific examples disclosed below.
本発明は、マルチスケール不均質性を有する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル特徴付け法を提供し、図１に示すように、この方法は、以下のステップを含む。 The present invention provides a method for characterizing a three-dimensional fracture network rock mass model with multi-scale heterogeneity, and as shown in FIG. 1, the method includes the following steps:
ステップ１：まず、ＵｂｕｎｔｕシステムでｄｆｎＷｏｒｋｓオープンソースソフトウェア又は他のモデリングソフトウェアを開いて入力ファイルに変数を追加し、シミュレーション領域の長さ、幅と高さがいずれも１５ｍであり、ネットワーク割れ目組数が１であり、割れ目数が４０であり、割れ目密度が０．５であるように設定し、割れ目生成状況は、Ｆｉｓｈｅｒ分布を呈し、ここで、割れ目生成状況（傾向、傾斜角）とＦｉｓｈｅｒ定数の値は、それぞれ９０°、４５°と１０であり、割れ目大きさは、切断べき乗関数分布を呈し、ここで、割れ目半径の上下限の値は、それぞれ２ｍと８ｍであり、べき乗指数は、１．８であり、割れ目平均開度と割れ目の大きさは、べき乗則関係を呈し、べき乗則関係の特徴係数γと特徴指数βの値は、それぞれ５．０×１０－４と０．５である。 Step 1: First, open dfnWorks open source software or other modeling software in the Ubuntu system and add variables to the input file. The length, width and height of the simulation domain are all set to 15 m, the number of network fracture sets is 1, the number of fractures is 40, and the fracture density is 0.5. The fracture generation state exhibits Fisher distribution, where the fracture generation state (trend, inclination angle) and the Fisher constant values are 90°, 45° and 10, respectively. The fracture size exhibits a truncated power function distribution, where the upper and lower limit values of the fracture radius are 2 m and 8 m, respectively. The power exponent is 1.8. The average fracture opening degree and the fracture size exhibit a power law relationship, and the characteristic coefficient γ and characteristic exponent β values of the power law relationship are 5.0×10 −4 and 0.5, respectively.
次に、ｄｆｎＷｏｒｋｓオープンソースソフトウェア又は他のモデリングソフトウェアのｄｆｎＧｅｎモジュールに基づき、モンテカルロシミュレーション方法を採用して図２に示すランダム三次元離散割れ目ネットワークモデルを生成する。 Next, based on the dfnGen module of dfnWorks open source software or other modeling software, a Monte Carlo simulation method is adopted to generate a random three-dimensional discrete fracture network model as shown in Figure 2.
ステップ２：まず、Ｐｙｔｈｏｎスクリプトを利用してｄｆｎＷｏｒｋｓで生成された割れ目幾何パラメータを一定のフォーマットの入力ファイルに変換し、Ｄｅｌａｕｎａｙ三角グリッドオープンソースツールボックスＤＦＮｓＭｅｓｈＧｅｎｅｒａｔｏｒ３Ｄを呼び出すとともに、三次元割れ目ネットワークと基質境界面に対して三角グリッド分けを行う。割れ目面の三角グリッド分けを行う際に、６つの境界面の三角グリッドを同時に得ることを保証するために、入力ファイルに６つの割れ目面の頂点と中心座標を追加する必要があり、６つの境界面を割れ目面として三角グリッド分けを行い、割れ目面と境界面の三角形グリッドの分け結果は、図３の通りである。図３において、ｘ、ｙ、ｚは、三次元座標系であり、黒くて短い実線は、グリッド線分であり、３本の短い実線で囲まれた三角形は、上記三角グリッドである。 Step 2: First, use a Python script to convert the crack geometry parameters generated by dfnWorks into an input file with a certain format, and then call the Delaunay triangular grid open source toolbox DFNsMeshGenerator3D to perform triangular grid division on the 3D crack network and the matrix interface. When performing triangular grid division on the crack surface, in order to ensure that the triangular grids of the six interface surfaces are obtained simultaneously, it is necessary to add the vertices and center coordinates of the six crack surfaces to the input file, and perform triangular grid division on the six interface surfaces as the crack surfaces. The result of triangular grid division of the crack surface and the interface surfaces is as shown in Figure 3. In Figure 3, x, y, and z are the three-dimensional coordinate system, the short black solid lines are grid lines, and the triangle surrounded by three short solid lines is the above triangular grid.
次に、Ｐｙｔｈｏｎスクリプトを利用して割れ目面と基質境界面の三角グリッドユニットを抽出し、三角グリッドユニットのノードリストと、面リストとを含むＰＬＣ入力幾何ファイルを構築し、Ｄｅｌａｕｎａｙ四面体グリッド生成器ＴｅｔＧｅｎを呼び出して岩石基質に対して四面体グリッド分けを行い、図４に示すように、図において、四面体グリッドを示すために、正直方体の割れ目岩体モデルを分割処理しており、ここで、円で示された領域は、典型的な四面体グリッド構造を提示した。 Next, a Python script was used to extract triangular grid units of the fracture surface and matrix interface, a PLC input geometry file was constructed containing a node list and a face list of the triangular grid units, and the Delaunay tetrahedral grid generator TetGen was called to perform tetrahedral grid division on the rock matrix. As shown in Figure 4, the rectangular fracture rock model was divided to show the tetrahedral grid in the figure, where the circled area represents a typical tetrahedral grid structure.
ステップ３、割れ目間のマクロスケール不均質性、三次元割れ目ネットワークマクロスケール不均質性又は割れ目内部の開度ミクロスケールの不均質性を構築し、ランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルを割り当て又は投影し、不均質性を構築することは、以下のサブステップを含む。 Step 3, constructing inter-fracture macro-scale heterogeneity, 3D fracture network macro-scale heterogeneity, or internal fracture openness micro-scale heterogeneity, assigning or projecting a random 3D discrete fracture network rock mass model, and constructing heterogeneity includes the following sub-steps:
割れ目間のマクロスケール不均質性を構築し、まず、シミュレーション領域におけるすべての割れ目に番号をつけ、割れ目の開度と割れ目の大きさとの間のべき乗則関係に基づき、各割れ目の平均開度値ｂｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ，ｉを算出し、
割れ目の開度と割れ目の大きさのべき乗則関係表現式は、
式において、ｉは、ランダム三次元離散割れ目ネットワークモデルにおけるｉ本目の割れ目であり、ｉ＝１、２、３、…、Ｎであり、ここで、Ｎは、割れ目総数であり、値は、４０であり、ｂｃｏｒｒｅｌａｔｅｄであり、ｉは、ｉ本目の割れ目の割れ目の開度であり、ｒｉは、ｉ本目の割れ目の大きさであり、γとβは、べき乗則関係の特徴係数と特徴指数である。
To construct the macro-scale heterogeneity between fractures, first number all fractures in the simulation domain and calculate the average fracture aperture value b (i ) for each fracture based on the power law relationship between fracture aperture and fracture size;
The power law relationship between crack opening and crack size is expressed as follows:
In the formula, i is the ith crack in the random three-dimensional discrete crack network model, i = 1, 2, 3, ..., N, where N is the total number of cracks and has a value of 40, b is correlated , i is the crack opening of the ith crack, r i is the size of the ith crack, and γ and β are the characteristic coefficient and characteristic index of the power law relationship.
ランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルの各割れ目に各割れ目の平均開度値ｂｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ，ｉを付与し、各割れ目の大きさが異なるため、それによって得られた割れ目間開度の違いは、割れ目間のマクロスケール不均質性である。 Each fracture in the random three-dimensional discrete fracture network rock mass model is assigned an average fracture aperture value b correlated,i . Since the fractures are different in size, the resulting difference in fracture aperture represents the macro-scale heterogeneity between fractures.
割れ目ネットワークマクロスケール不均質性を構築することであって、ランダム三次元離散割れ目ネットワークモデルにおける各割れ目の割れ目の開度に基づき、Ｎ本の割れ目に対応する平均開度値ｂｃｏｎｓｔａｎｔ＝７．９５ｅ－５ｍを算出することができ、ランダム三次元離散割れ目ネットワークモデルの各割れ目に対してＮ本の割れ目に対応する平均開度値ｂｃｏｎｓｔａｎｔを付与し、それによって得られたランダム三次元離散割れ目ネットワークモデルは、割れ目ネットワークマクロ不均質性をシミュレーションするために用いられてもよい。平均割れ目の開度の計算表現式は、
A fracture network macro-scale heterogeneity is constructed, and an average fracture opening value b constant =7.95e-5m corresponding to N fractures can be calculated based on the fracture opening of each fracture in the random three-dimensional discrete fracture network model, and the average fracture opening value b constant corresponding to N fractures is assigned to each fracture in the random three-dimensional discrete fracture network model, and the random three-dimensional discrete fracture network model thus obtained can be used to simulate the fracture network macro-heterogeneity. The calculation expression of the average fracture opening is:
間の平均割れ目の開度である。即ちランダム三次元離散割れ目ネットワークモデルにおける各割れ目の平均割れ目の開度に基づき、まず、上に距離ｙｄ＝ｂｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ，ｉに移動して法線方向変位をシミュレーションしてから、右にｘｄ＝１．５ｍｍに移動して剪断作用による水平変位をシミュレーションすることによって、正規分布に合致するランダム割れ目の開度場を簡単且つ迅速に構築する。 That is, based on the average crack opening of each crack in the random three-dimensional discrete crack network model, we first move up a distance yd = bcorrelated ,i to simulate the normal displacement, and then move right xd = 1.5 mm to simulate the horizontal displacement due to the shear action, thereby simply and quickly constructing a random crack opening field that matches the normal distribution.
そして、各離散割れ目の二次元デカルト座標開度分布場を得、
として表されてもよい。
Then, a two-dimensional Cartesian coordinate opening distribution field of each discrete fracture is obtained,
It may be expressed as:
ＭＡＴＬＡＢ重心補間法を利用して三次元デカルト座標に生成された二次元デカルト座標割れ目の開度場をランダム三次元離散割れ目ネットワークモデルの各割れ目の三角グリッドノードに投影することによって、三次元割れ目ネットワークマルチスケール不均質性を得、図５に示すように、図において、各割れ目のうちの割れ目の開度分布が示されており、Ａｐｅｒｔｕｒｅの意味は、開度値であり、異なる階調は、異なる開度値を表し、且つ階調が浅ければ浅いほど、開度値は、小さくなり、階調が深ければ深いほど、開度値は、大きくなる。ここで、ランダム三次元離散割れ目ネットワークモデルにおける各割れ目の割れ目の開度分布binternal,i(X)は、
として表されてもよく、
式において、Ｘ＝（ｘ’，ｙ’，ｚ’）、ｂｉｎｔｅｒｎａｌ，ｉ（Ｘ）＝０は、割れ目面内部の接触領域を表す。
The two-dimensional Cartesian coordinate crack aperture field generated in the three-dimensional Cartesian coordinate by using the MATLAB barycentric interpolation method is projected onto the triangular grid nodes of each crack in the random three-dimensional discrete crack network model to obtain the three-dimensional crack network multi-scale heterogeneity. As shown in Figure 5, the crack aperture distribution of each crack is shown in the figure, and the aperture means the aperture value, and different gradations represent different aperture values, and the shallower the gradation, the smaller the aperture value, and the deeper the gradation, the larger the aperture value. Here, the crack aperture distribution b internal,i (X) of each crack in the random three-dimensional discrete crack network model is:
may be expressed as:
In the formula, X=(x',y',z'), b internal,i (X)=0 represents the contact area inside the fracture surface.
ステップ４：Ｐｙｔｈｏｎスクリプトを利用して割れ目面の三角グリッドユニットと基質四面体グリッドユニットに対してデータ変換を行うことで、マルチスケール不均質性を有し、且つ岩石基質を考慮する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル又はグリッドモデルを得ることができ、図６に示すように、図において、異なる割れ目の開度を有するネットワーク割れ目と周囲の四面体グリッド岩石基質を組み合わせた空間構造が示されており、Ａｐｅｒｔｕｒｅの意味は、開度値である。必要に応じてグリッドモデルを可視化ファイル又は浸透流と溶質遷移シミュレーションを展開するための有限要素グリッドに変換することができ、例えば、．ｖｔｋフォーマットファイルを生成してＰａｒａｖｉｅｗを使用して可視化分析し、．ｍｓｈフォーマットファイルを生成してＯｐｅｎＧｅｏｓｙｓ（ＯＧＳ）を使用して浸透流と溶質遷移シミュレーションを展開する。 Step 4: A Python script is used to convert data into triangular grid units of the fracture surfaces and tetrahedral grid units of the matrix, to obtain a 3D fracture network rock model or grid model with multi-scale heterogeneity and considering the rock matrix. As shown in FIG. 6, the spatial structure of the network fractures with different fracture apertures and the surrounding tetrahedral grid rock matrix is shown in the figure, and the aperture value is the aperture value. If necessary, the grid model can be converted into a visualization file or a finite element grid for developing the seepage flow and solute transition simulation, for example, a .vtk format file is generated for visualization analysis using Paraview, and a .msh format file is generated for developing the seepage flow and solute transition simulation using OpenGeosys (OGS).
当業者は、本発明によるテキスト記述、図面及び特許請求の範囲に基づいて特許請求の範囲によって限定される本発明の思想と範囲条件から逸脱することなく、様々な変化と変更を行うことができる。本発明の技術的思想と実質に基づいて上記実施例に対する任意の修正、同等の変化は、いずれも本発明の請求項によって限定される保護範囲内である。 Those skilled in the art can make various changes and modifications based on the text description, drawings and claims of the present invention without departing from the concept and scope of the present invention as defined by the claims. Any modifications and equivalent changes to the above embodiments based on the technical concept and substance of the present invention are within the scope of protection defined by the claims of the present invention.
Claims (10)
モンテカルロシミュレーション方法を利用してランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルを生成するステップ１と、
Ｄｅｌａｕｎａｙ三角グリッドオープンソースツールボックスＤＦＮｓＭｅｓｈＧｅｎｅｒａｔｏｒ３Ｄを呼び出し、割れ目面と基質境界面に対して三角グリッド分けを行い、Ｄｅｌａｕｎａｙ四面体グリッド生成器ＴｅｔＧｅｎを呼び出して岩石基質に対して四面体グリッド分けを行うステップ２であって、
割れ目面の三角グリッド分けを行う際に、６つの基質境界面の三角グリッドを同時に得ることを保証するために、ＤＦＮｓＭｅｓｈＧｅｎｅｒａｔｏｒ３Ｄ入力ファイルに６つの割れ目面の頂点と中心座標を追加し、６つの基質境界面に対して三角グリッド分けを行う必要があり、
岩石基質四面体グリッド分けの際に、割れ目面及び６つの基質境界面の三角グリッド形態のままにすることを保証するために、ＴｅｔＧｅｎの入力ファイルは、割れ目面と基質境界面の三角グリッドユニットのノードリストと面リストとを含むべきであるステップ２と、
割れ目間のマクロスケール不均質性、三次元割れ目ネットワークマクロスケール不均質性又は割れ目内部の開度ミクロスケールの不均質性を構築し、ランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルを割り当て又は投影するステップ３であって、
不均質性を構築することは、
割れ目間のマクロスケール不均質性を構築し、シミュレーション領域におけるすべての割れ目に番号をつけ、割れ目の開度と割れ目の大きさとの間のべき乗則関係に基づき、各割れ目の平均開度値ｂｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ，ｉを算出し、ランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルの各割れ目に各割れ目の平均開度値ｂｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ，ｉを付与し、各割れ目の大きさが異なるため、それによって得られた割れ目間開度の違いは、割れ目間のマクロスケール不均質性であるサブステップと、
割れ目ネットワークマクロスケール不均質性を構築し、ランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルにおける各割れ目の平均割れ目の開度ｂｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ，ｉに基づき、すべての割れ目の平均開度値ｂｃｏｎｓｔａｎｔを算出し、ランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルの各割れ目の平均割れ目の開度値にｂｃｏｎｓｔａｎｔを付与し、それによって得られた割れ目ネットワークの違いは、割れ目ネットワークマクロ不均質性であるサブステップと、
割れ目内部の開度ミクロスケールの不均質性を構築し、逐次ランダム累積法に基づき、割れ目の開度標準差σとＨｕｒｓｔ指数Ｈを与えることによって、自己アフィン粗さの特徴を有する割れ目面を生成し、得られた各割れ目の平均開度値ｂｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ，ｉに基づき、転位法を使用して正規分布に合致するランダム割れ目の開度場を構築し、重心補間法を利用してランダム割れ目の開度場をランダム三次元離散割れ目ネットワーク岩体モデルの各割れ目の三角グリッドノードに投影し、それによって得られた割れ目内部開度の違いは、割れ目内部の開度ミクロスケールの不均質性であるサブステップとを含むステップ３と、
割れ目面の三角グリッドユニットと基質四面体グリッドユニットに対してデータ変換を行い、マルチスケール不均質性を有し、且つ岩石基質を考慮する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル又はグリッドモデルを得るステップ４と
を含む、ことを特徴とするマルチスケール不均質性を有する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル特徴付け法。 A method for characterizing a three-dimensional fracture network rock mass model having multi-scale heterogeneity, comprising:
Step 1: generating a random three-dimensional discrete fracture network rock mass model using a Monte Carlo simulation method;
Step 2, calling the Delaunay triangular grid open source toolbox DFNsMeshGenerator3D to perform triangular gridding of the fracture and matrix interfaces, and calling the Delaunay tetrahedral grid generator TetGen to perform tetrahedral gridding of the rock matrix;
In order to ensure that the triangular grids of the six substrate interfaces are obtained simultaneously when triangulating the crack surfaces, it is necessary to add the vertices and center coordinates of the six crack surfaces to the DFNsMeshGenerator3D input file and perform triangular grid division for the six substrate interfaces.
Step 2: In order to ensure that the rock matrix tetrahedral gridding keeps the triangular grid form of the fracture surfaces and the six matrix interfaces, the TetGen input file should contain a node list and a face list of the triangular grid units of the fracture surfaces and matrix interfaces;
Step 3 of constructing inter-fracture macro-scale heterogeneity, 3D fracture network macro-scale heterogeneity, or intra-fracture aperture micro-scale heterogeneity, and assigning or projecting a random 3D discrete fracture network rock mass model,
Constructing heterogeneity is
a sub-step of constructing inter-fracture macro-scale heterogeneity, numbering all fractures in the simulation domain, calculating the average fracture aperture value b_correlated,i for each fracture based on the power-law relationship between fracture aperture and fracture size, and assigning the average fracture aperture value b_correlated,i to each fracture in the random three-dimensional discrete fracture network rock mass model, since the size of each fracture is different, the difference in inter-fracture aperture obtained thereby is the inter-fracture macro-scale heterogeneity;
A sub-step of constructing a fracture network macro-scale heterogeneity, calculating an average fracture aperture value b constant of all fractures based on the average fracture aperture b correlated,i of each fracture in the random three-dimensional discrete fracture network rock mass model, and assigning b constant to the average fracture aperture value of each fracture in the random three-dimensional discrete fracture network rock mass model, and the difference of the fracture network obtained thereby is the fracture network macro-heterogeneity;
Step 3 includes the sub-step of constructing the micro-scale heterogeneity of the internal opening of the fracture, generating a fracture surface with the characteristics of self-affine roughness by giving the standard difference σ of the fracture opening and the Hurst exponent H of the fracture according to the sequential random accumulation method, constructing a random fracture opening field conforming to a normal distribution using the dislocation method according to the obtained average opening value b of each fracture, and projecting the random fracture opening field to the triangular grid node of each fracture of the random three-dimensional discrete fracture network rock mass model using the barycentric interpolation method, and the difference of the internal opening of the fracture obtained is the micro-scale heterogeneity of the internal opening of the fracture;
and step 4. performing data conversion on the triangular grid units of the fracture surfaces and the matrix tetrahedral grid units to obtain a three-dimensional fracture network rock model or grid model having multi-scale heterogeneity and taking into account the rock matrix.
シミュレーション対象の実情に基づいて決定されたシミュレーション領域の長さ、幅と高さ、及び
シミュレーション対象の実情に基づいて決定された、数と生成状況と密度と大きさと
を含むネットワーク割れ目幾何パラメータである、ことを特徴とする請求項１に記載のマルチスケール不均質性を有する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル特徴付け法。 The parameters required for the Monte Carlo simulation method in step 1 are:
The method for characterizing a three-dimensional fracture network rock mass model with multi-scale heterogeneity according to claim 1, characterized in that the length, width and height of the simulation area are determined based on the actual conditions of the simulation target, and the network fracture geometric parameters include the number, generation state, density and size, which are determined based on the actual conditions of the simulation target.
ここで、ｉは、三次元割れ目ネットワークモデルにおけるｉ本目の割れ目であり、ｉ＝１、２、３、…、Ｎであり、ここで、Ｎは、割れ目総数であり、ｂｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ，ｉは、ｉ本目の割れ目の平均割れ目の開度であり、ｒｉは、ｉ本目の割れ目の大きさであり、γとβは、べき乗則関係の特徴係数と特徴指数である、ことを特徴とする請求項１に記載のマルチスケール不均質性を有する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル特徴付け法。 The power law relationship between crack opening and crack size is expressed as follows:
The method for characterizing a three-dimensional fracture network rock mass model with multi-scale heterogeneity as described in claim 1, characterized in that: i is the i-th fracture in the three-dimensional fracture network model, i = 1, 2, 3, ..., N, where N is the total number of fractures, b correlated,i is the average fracture opening of the i-th fracture, r i is the size of the i-th fracture, and γ and β are the characteristic coefficient and characteristic index of the power law relationship.
ステップ３．３．３．各離散割れ目の二次元デカルト座標開度分布場を得、
として表され、
ＭＡＴＬＡＢ重心補間法を利用して三次元デカルト座標に生成された二次元デカルト座標割れ目の開度場を三次元割れ目ネットワークモデルの各割れ目の三角グリッドノードに投影するため、三次元割れ目ネットワークモデルにおける各割れ目の割れ目の開度分布binternal,i(X)は、
として表され、
式において、Ｘ＝（ｘ’，ｙ’，ｚ’）、ｂｉｎｔｅｒｎａｌ，ｉ（Ｘ）＝０は、Ｘ座標点の割れ目の開度が０、即ち割れ目内部の上下面の接触領域であることを表す、ことを特徴とする請求項１に記載のマルチスケール不均質性を有する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル特徴付け法。 Constructing the crack interior aperture micro-scale heterogeneity in step 3 includes the following sub-steps:
Step 3.3.3. Obtain a two-dimensional Cartesian coordinate opening distribution field for each discrete fracture;
is expressed as
The two-dimensional Cartesian coordinate fracture aperture field generated in the three-dimensional Cartesian coordinate system using the MATLAB barycentric interpolation method is projected onto the triangular grid nodes of each fracture in the three-dimensional fracture network model, so that the fracture aperture distribution b internal,i (X) of each fracture in the three-dimensional fracture network model is
is expressed as
In the formula, X = (x', y', z'), b internal,i (X) = 0 means that the crack opening at the X coordinate point is 0, that is, the contact area between the upper and lower surfaces inside the crack. The method for characterizing a three-dimensional crack network rock mass model with multi-scale heterogeneity according to claim 1.
．ｖｔｋフォーマットファイルを生成してＰａｒａｖｉｅｗを使用して割れ目面の三角グリッドユニットと基質四面体グリッドユニットに対してデータ変換を行い、マルチスケール不均質性を有し、且つ岩石基質を考慮する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル又はグリッドモデルを得ることと、必要に応じてグリッドモデルに対して可視化分析を行い、．ｍｓｈフォーマットファイルを生成してＯｐｅｎＧｅｏｓｙｓを使用して浸透流と溶質遷移シミュレーションを展開することとが含まれる、ことを特徴とする請求項１に記載のマルチスケール不均質性を有する三次元割れ目ネットワーク岩体モデル特徴付け法。 In the step 4,
2. The method for characterizing a three-dimensional fracture network rock model with multi-scale heterogeneity according to claim 1, further comprising: generating a .vtk format file and performing data conversion using Paraview to the fracture surface triangular grid unit and the matrix tetrahedral grid unit to obtain a three-dimensional fracture network rock model or grid model with multi-scale heterogeneity and considering the rock matrix; performing visualization analysis on the grid model as necessary; and generating a .msh format file and developing a seepage flow and solute transport simulation using OpenGeosys.
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