KR102396659B1 - Method of produce a three-dimensional discrete fracture network model - Google Patents

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KR102396659B1 KR1020200006144A KR20200006144A KR102396659B1 KR 102396659 B1 KR102396659 B1 KR 102396659B1 KR 1020200006144 A KR1020200006144 A KR 1020200006144A KR 20200006144 A KR20200006144 A KR 20200006144A KR 102396659 B1 KR102396659 B1 KR 102396659B1
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Abstract

본 발명은 암반 파쇄대로부터 유출되는 지하수의 공간 및 시간적 거동, 지하수-염수의 상호작용 예측 및 정량적인 평가를 위한 다중흐름 기법이 도입되는 3차원 이산균열망 모형 생성방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 이산균열망 모형 생성방법은 데이터 수집부(110)가 통신부(120)를 통해 외부로부터 암반 파쇄대와 관련된 매개변수를 하나 이상 수집하는 제1 단계(S100); 예측연산부(130)가 데이터 수집부(110)로부터 수신하는 매개변수를 기반으로 암반 파쇄대의 모의 데이터인 균열망을 생성하며, 균열망을 통과하는 유체의 흐름을 연산하고, 균열망을 통과하는 유체의 흐름을 통해 오염물질의 이동경로를 예측하며, 다상흐름 기법을 적용하여 유체인 지하수의 이동경로와 지하수-염수의 경계층을 예측하는 제2 단계(S200); 및 모형생성부(140)가 예측연산부(130)로부터 연산 및 예측된 데이터를 반영하여 3차원 이산균열망 모형(10)을 생성하는 제3 단계(S300);를 포함함으로써, 균열 암반 내의 유체 흐름에 영향을 미치는 균열 특성을 정확히 분석할 수 있다.The present invention discloses a three-dimensional discrete crack network model generation method in which a multi-flow technique is introduced for spatial and temporal behavior of groundwater flowing out from a rock crusher, prediction of the interaction of groundwater-brine, and quantitative evaluation. A method for generating a three-dimensional discrete crack network model according to an embodiment of the present invention comprises: a first step (S100) in which the data collection unit 110 collects one or more parameters related to the rock crusher from the outside through the communication unit 120; The prediction operation unit 130 generates a crack network, which is simulated data of the rock crusher, based on the parameters received from the data collection unit 110, calculates the flow of fluid through the crack network, and the fluid passing through the crack network a second step (S200) of predicting the movement path of the pollutants through the flow of , and predicting the movement path of the fluid groundwater and the groundwater-brine boundary layer by applying a multiphase flow technique; and a third step (S300) in which the model generation unit 140 generates the three-dimensional discrete crack network model 10 by reflecting the data calculated and predicted from the prediction operation unit 130; by including; It is possible to accurately analyze the crack characteristics affecting the

Description

3차원 이산균열망 모형 생성방법{Method of produce a three-dimensional discrete fracture network model}Method of produce a three-dimensional discrete fracture network model

본 발명은 3차원 이산균열망 모형 생성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 암반 파쇄대로부터 유출되는 지하수의 공간 및 시간적 거동, 지하수-염수의 상호작용 예측 및 정량적인 평가를 위한 다중흐름 기법이 도입되는 3차원 이산균열망 모형 생성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for generating a three-dimensional discrete crack network model, and more particularly, a multi-flow technique for spatial and temporal behavior of groundwater flowing out from a rock crusher, prediction of the interaction of groundwater-brine, and quantitative evaluation of which is introduced. It relates to a method for generating a 3D discrete crack network model.

투수성이 매우 낮은 균열 암반 내에 존재하는 서로 연결된 균열요소들로 이루어지는 균열망은 유체 흐름을 위한 주요 경로가 된다. 이러한 균열망은 암반 내 원유 추출, 암반 대수층 저장 및 관리, 심부 지열 에너지 추출, 오염된 균열 암반의 복원 및 방사성 핵폐기물 처분장 등에서 일반적으로 고려된다.A crack network consisting of interconnected crack elements in cracked rock with very low permeability is a major pathway for fluid flow. Such crack networks are commonly considered in rock extraction, storage and management of rock aquifers, deep geothermal energy extraction, restoration of contaminated crack bedrock, and radioactive nuclear waste repository.

그러나 자연 상태로 존재하는 균열망에 대해 이용 가능한 정보가 매우 제한되므로, 균열 암반 내의 유체 흐름에 영향을 미치는 균열 특성에 대한 영향을 분석하게 될 때 심각한 불확실성을 유포하게 된다. 이에 따라, 균열 암반 내의 유체 흐름을 예측(또는 모의)하는데 적용되는 다양한 방법의 수학적 모형은 불확실성을 포함하고 있으며, 모형마다 이에 대한 장단점을 가지게 된다.However, the available information on the crack network in its natural state is very limited, which creates serious uncertainty when analyzing the effects of crack properties on fluid flow in cracked rock masses. Accordingly, the mathematical models of various methods applied to predict (or simulate) the flow of fluid in the crack bed contain uncertainty, and each model has its pros and cons.

상기의 수학적 모형 중 가장 많이 적용되는 수학적 모형은 암반이 다공성 매질로 대표되고 투수계수가 규모에 종속적이며, 공간적으로 상관된 확률장으로 표현되는 연속체 모형과 개별적인 균열요소의 기하학적 및 물리적 특성이 명확하게 표현되는 이산균열망(Discrete Fracture Network, DFN)모형이다. 상기의 이산균열망 모형은 일반적으로 연속체 모형보다 넓은 범위의 유체 흐름 현상을 모의할 수 있는 장점이 있으나, 이에 따라 보정되어야 할 매개변수가 상대적으로 증가하기 때문에 입력자료 구축에 있어 불확실성이 상대적으로 증가되는 문제점이 있었다. 예를 들어, 높은 신뢰성의 이산균열망 모형을 통해 유체 흐름을 예측하기 위해서 균열요소에 대한 간극분포의 변동성을 이산균열망 모형에 포함시킬 수 있으나, 균열 내의 변동성으로 국한시키기 위해서는 특정 암반에 대한 상세 정보가 필요하였다.Among the above mathematical models, the most applied mathematical model is the continuum model, in which rock is represented by a porous medium, the permeability coefficient is scale-dependent, and spatially correlated probability fields, and the geometric and physical properties of individual crack elements are clearly defined. It is a Discrete Fracture Network (DFN) model that is expressed. The above discrete crack network model generally has the advantage of simulating a wider range of fluid flow than the continuum model, but the uncertainty in constructing the input data is relatively increased because the parameters to be corrected are relatively increased accordingly. There was a problem being For example, in order to predict fluid flow through a high-reliability discrete crack network model, the variability of the pore distribution for crack elements can be included in the discrete crack network model. information was needed.

더 나아가, 이산균열망 모형 기반의 모델링에 대한 불확실성의 원인 중 하나는 균열망을 구성하는 균열요소의 길이분포와 균열망의 투수성과 관련된 균열요소의 간극분포 간의 관계이다. 여기서 만약, 균열요소의 간극분포가 균열망 내에서의 유체 흐름을 제어한다고 가정하면 균열요소의 길이분포와 간극분포 사이의 상관관계를 함축적으로 정의하는 것이 가능하다. 이러한 균열요소의 길이분포와 간극분포 사이의 상관관계에 대해 제안된 모형으로는 Levy stable 모형, 대수정규분포모형, 멱급수분포모형 등이 있다. 상기의 모형들은 대상영역의 규모와 현장 자료에 근거한 다양한 범위의 매개변수들을 통해 결정된다. 최근 연구에서는 상기의 모형들 중 멱급수분포모형이 가장 빈번하게 적용되고 있으며, 모형에서 사용되는 지수값들의 폭넓은 범위는 논문 등의 문헌을 통해 개시된 바 있다.Furthermore, one of the sources of uncertainty for discrete crack network model-based modeling is the relationship between the length distribution of crack elements constituting the crack network and the pore distribution of crack elements related to the permeability of the crack network. Here, if it is assumed that the gap distribution of the cracking element controls the fluid flow in the crack network, it is possible to implicitly define the correlation between the length distribution of the cracking element and the gap distribution. The proposed models for the correlation between the length distribution and gap distribution of such crack elements include the Levy stable model, lognormal distribution model, and power series distribution model. The above models are determined through a wide range of parameters based on the size of the target area and field data. In recent studies, the power series distribution model is most frequently applied among the above models, and a wide range of exponential values used in the model has been disclosed through literature such as papers.

그러나 기존의 이산균열망 모형 기반의 모델링은 대부분 2차원 이산균열망 모형을 통해 수행되고 있으며, 3차원 이산균열망 모형에 관한 연구는 아직 상용화 단계까지 도달하지 못하여 개발 단계에 머물고 있는 실정이다.However, most of the existing discrete crack network model-based modeling is performed through the two-dimensional discrete crack network model, and the research on the three-dimensional discrete crack network model has not yet reached the commercialization stage and remains in the development stage.

한편, 본 발명자는 "3차원 이산 균열망 흐름장에서 균열요소의 길이분포 변화에 따른 내 유체 흐름 특성에 관한 수치적 연구"(정우창, J. Korea Water Resour. Assoc. Vol 52, No.2(2019), pp.149-161)에 대한 논문을 발표한 바 있다.On the other hand, the present inventor "a numerical study on the fluid flow characteristics according to the change in the length distribution of the crack elements in the flow field of a three-dimensional discrete crack network" (Woo-Chang Jung, J. Korea Water Resour. Assoc. Vol 52, No. 2 ( 2019), pp.149-161).

상기 본 발명자의 논문은 3차원 이산균열망 모형을 적용하여 균열요소의 길이분포에 따른 유체 흐름 특성을 연구한 것으로, 보다 상세하게는 균열요소의 길이분포는 멱급수분포모형을 통해 생성하되 지수의 범위를 1.0~6.0으로 설정하고, 균열요소의 간극분포도 마찬가지로 멱급수분포모형을 토해 생성하되 지수의 범위를 2,5로 동일하게 적용하여 유체 흐름 특성을 연구한 논문이다.The present inventor's thesis is a study of fluid flow characteristics according to the length distribution of crack elements by applying a three-dimensional discrete crack network model. is set to 1.0~6.0, and the gap distribution of cracking elements is similarly generated by vomiting a power series distribution model, but the exponent range is equally applied to 2 and 5 to study the fluid flow characteristics.

그러나 상기 본 발명자의 논문은 균열망을 구성하는 균열요소의 길이분포의 변화가 균열망 내 유체에 흐름에 미치는 영향만을 고려한 것으로 균열요소의 간극분포의 변화에 대한 영향을 전혀 고려하지 않아, 여전히 균열 암반 내의 유체 흐름에 영향을 미치는 균열 특성에 대한 영향을 분석하게 될 때 심각한 불확실성을 유포하는 문제점이 있었다.However, the present inventor's thesis considers only the effect of the change in the length distribution of the crack elements constituting the crack network on the flow on the fluid in the crack network, and does not consider the effect on the change in the pore distribution of the crack elements at all. There was a problem of disseminating serious uncertainty when analyzing the effects of crack properties affecting the flow of fluid in the bedrock.

"3차원 이산 균열망 흐름장에서 균열요소의 길이분포 변화에 따른 내 유체 흐름 특성에 관한 수치적 연구"(정우창, J. Korea Water Resour. Assoc. Vol 52, No.2(2019), pp.149-161)"A Numerical Study on the Fluid Flow Resistance According to the Change in the Length Distribution of Crack Elements in the Flow Field of a 3D Discrete Crack Network" (Woochang Jung, J. Korea Water Resour. Assoc. Vol 52, No.2(2019), pp. 149-161)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 균열 암반 내의 유체 흐름에 영향을 미치는 균열 특성을 정확히 분석하기 위해 3차원 이산균열망 모형에 지하수의 공간 및 시간적 거동, 지하수-염수의 상호작용 예측 및 정량적인 평가를 위한 다중흐름 기법이 도입되는 3차원 이산균열망 모형 생성방법을 제안하는데 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and in order to accurately analyze the crack characteristics affecting the fluid flow in the cracked bedrock, the spatial and temporal behavior of groundwater and the interaction of groundwater-brine in a three-dimensional discrete crack network model. The purpose of this study is to propose a method for generating a three-dimensional discrete crack network model in which a multi-flow technique for action prediction and quantitative evaluation is introduced.

그리고 본 발명은 암반 파쇄대의 모의 데이터인 균열망의 간극을 변화시키면서 유체의 흐름에 대한 시뮬레이션을 수행할 수 있는 3차원 이산균열망 모형 생성방법을 제안하는데 목적이 있다.Another object of the present invention is to propose a method for generating a three-dimensional discrete crack network model that can simulate the flow of a fluid while changing the gap of the crack network, which is simulated data of a rock crusher.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. it could be

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 방법으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 이산균열망 모형 생성방법은 데이터 수집부(110)가 통신부(120)를 통해 외부로부터 암반 파쇄대와 관련된 매개변수를 하나 이상 수집하는 제1 단계(S100); 예측연산부(130)가 데이터 수집부(110)로부터 수신하는 매개변수를 기반으로 암반 파쇄대의 모의 데이터인 균열망을 생성하며, 균열망을 통과하는 유체의 흐름을 연산하고, 균열망을 통과하는 유체의 흐름을 통해 오염물질의 이동경로를 예측하며, 다상흐름 기법을 적용하여 유체인 지하수의 이동경로와 지하수-염수의 경계층을 예측하는 제2 단계(S200); 및 모형생성부(140)가 예측연산부(130)로부터 연산 및 예측된 데이터를 반영하여 3차원 이산균열망 모형(10)을 생성하는 제3 단계(S300);를 포함한다.As a technical method for achieving the above object, in the three-dimensional discrete crack network model generation method according to an embodiment of the present invention, the data collection unit 110 receives parameters related to the rock crusher from the outside through the communication unit 120 . A first step of collecting one or more (S100); The prediction operation unit 130 generates a crack network, which is simulated data of the rock crusher, based on the parameters received from the data collection unit 110, calculates the flow of fluid through the crack network, and the fluid passing through the crack network a second step (S200) of predicting the movement path of the pollutants through the flow of , and predicting the movement path of the fluid groundwater and the groundwater-brine boundary layer by applying a multiphase flow technique; and a third step (S300) in which the model generation unit 140 generates the three-dimensional discrete crack network model 10 by reflecting the data calculated and predicted from the prediction operation unit 130 .

그리고 제2 단계(S200)는, 제1 예측연산모듈(131)이 균열망을 이루는 복수개의 개별 균열(131a)의 형태, 지름, 방위 및 경사 중 적어도 하나를 설정하는 제1 설정단계(S201a); 제1 예측연산모듈(131)이 제1 설정 단계(S201a)와 동시에, 개별 균열(131a)의 간극을 설정하는 제2 설정단계(S201b); 및 제1 예측연산모듈(131)이 형태, 지름, 방위, 경사 및 간극 중 적어도 하나가 설정된 개별 균열(131a)으로 대상영역(131b) 내에 균열망을 생성하는 균열망 생성단계(S202);를 포함한다.And the second step (S200) is a first setting step (S201a) in which the first prediction operation module 131 sets at least one of the shape, diameter, orientation and inclination of the plurality of individual cracks 131a constituting the crack network (S201a) ; a second setting step (S201b) in which the first prediction operation module 131 sets the gap between the individual cracks 131a at the same time as the first setting step (S201a); and a crack network generation step (S202) in which the first prediction operation module 131 creates a crack network in the target region 131b as individual cracks 131a in which at least one of shape, diameter, orientation, slope and gap is set; include

또한, 제1 예측연산모듈(131)은, 제1 설정단계(S201a)에서 개별 균열(131a)의 형태를 원형, 사각형 및 다각형 중 적어도 하나로 설정하며, 개별 균열(131a)의 지름은 대수법칙, 지수법칙, 멱급수법칙 중 적어도 하나를 이용하여 설정하고, 개별 균열(131a)의 방위 및 경사를 피셔 본 미제스 법칙(Fisher-Von-Mises)을 이용하여 설정한다.In addition, the first prediction operation module 131 sets the shape of the individual crack 131a to at least one of a circle, a rectangle, and a polygon in the first setting step S201a, and the diameter of the individual crack 131a is an algebraic rule, It is set using at least one of the exponential rule and the power series rule, and the orientation and inclination of the individual cracks 131a are set using the Fisher-Von-Mises law.

그리고 제1 예측연산모듈(131)은, 제2 설정단계(S201b)에서 대수법칙 또는 멱급수법칙을 기반으로 개별 균열(131a)의 불규칙한 간극(131c)을 보정한 보정 간극(131d)을 개별 균열(131a)의 간극으로 설정한다.And the first prediction operation module 131, in the second setting step (S201b), based on the logarithmic rule or the power series rule, the correction gap 131d corrected for the irregular gap 131c of the individual cracks 131a based on the individual cracks ( 131a).

또한, 제2 단계(S200)는, 제2 예측연산모듈(132)에 개별 균열(131a)의 유로 형태를 직사각형 단면 또는 원형 단면으로 설정하며, 유로 형태가 설정된 개별 균열 중 두 개의 개별 균열(132a, 132b)을 연결하는 개별 균열 연결단계(S203); 제2 예측연산모듈(132)이 개별 균열(132a, 132b)의 중심부분으로부터 교차지점까지의 조화평균을 통해 개별 균열(132a, 132b)의 교차지점 통합투수계수를 연산하는 통합투수계수 연산단계(S204); 제2 예측연산모듈(132)이 개별 균열(132a, 132b)의 교차지점을 통과하는 유량을 연산하는 통과유량 연산단계(S205); 제2 예측연산모듈(132)이 개별 균열(132a, 132b) 각각에 대해 수두를 연산하는 수두 연산단계(S206); 및 제2 예측연산모듈(132)이 균열망의 간극분포(132c) 및 수두(132d)를 연산하는 유체 흐름 연산단계(S207);를 더 포함한다.In addition, in the second step ( S200 ), the flow path shape of the individual crack 131a is set to a rectangular cross section or a circular section in the second prediction operation module 132 , and two individual cracks 132a among the individual cracks for which the flow path shape is set , 132b) connecting individual cracks connecting step (S203); The integrated permeability coefficient calculation step in which the second prediction calculation module 132 calculates the integrated permeability coefficient at the intersection of the individual cracks 132a and 132b through the harmonic average from the center of the individual cracks 132a and 132b to the intersection point ( S204); A passing flow rate calculation step (S205) in which the second prediction calculation module 132 calculates the flow rate passing through the intersection of the individual cracks 132a and 132b; a head calculation step (S206) in which the second prediction calculation module 132 calculates a head for each of the individual cracks 132a and 132b; and a fluid flow calculation step (S207) in which the second prediction calculation module 132 calculates the gap distribution 132c and the head 132d of the crack network.

그리고 제2 예측연산모듈(132)은, 개별 균열 연결단계(S203)에서 중심으로부터 수두차가 존재하는 두 개의 개별 균열(132a, 132b)을 연결함으로써, 통과유량 연산단계(S205)에서 수두차가 존재하는 개별 균열(132a, 132b)의 교차지점을 통과하는 유량을 연산한다.And the second prediction operation module 132 connects the two individual cracks 132a and 132b having a water head difference from the center in the individual crack connecting step S203, so that the water head difference exists in the passing flow calculation step S205. Calculate the flow rate through the intersection of the individual cracks 132a, 132b.

또한, 제2 예측연산모듈(132)은, 주변 응력에 의해 변화되는 개별 균열(132a, 132b)의 간극분포 특성을 기반으로 통합투수계수 연산단계(S204)에서 개별 균열(132a, 132b)의 교차지점 통합투수계수를 연산한다.In addition, the second prediction calculation module 132, the intersection of the individual cracks 132a, 132b in the integrated permeability coefficient calculation step (S204) based on the gap distribution characteristics of the individual cracks 132a, 132b changed by the surrounding stress Calculate the combined pitcher coefficient of the branch.

그리고 제2 단계(S200)는, 제3 예측연산모듈(133)이 유체 흐름 연산단계(S207)에서 연산된 균열망의 간극분포(132c) 및 수두(132d)를 기반으로 유체와 함께 이동되는 반응 용질입자 및 비반응 용질입자의 이동경로(133a)를 생성하는 이동경로 생성단계(S208); 제3 예측연산모듈(133)이 이동경로(133a) 중 유체가 배출되는 출구경계에서의 용질 파과곡선(133b)을 생성하는 용질 파과곡선 생성단계(S209); 및 이동경로(133a) 및 용질 파과곡선(133b)을 기반으로 오염물질의 이동경로를 예측하는 오염물질 이동경로 예측단계(S210);를 더 포함한다.And, in the second step (S200), the third prediction operation module 133 moves with the fluid based on the gap distribution (132c) and the head (132d) of the crack network calculated in the fluid flow operation step (S207). A movement path generation step (S208) of generating a movement path (133a) of the solute particles and the non-reacting solute particles; A solute breakthrough curve generation step (S209) in which the third prediction operation module 133 generates a solute breakthrough curve 133b at an outlet boundary where the fluid is discharged from the movement path 133a; and a pollutant movement path prediction step (S210) of predicting the movement path of the pollutant based on the movement path 133a and the solute breakthrough curve 133b.

또한, 제2 단계(S200)는, 제4 예측연산모듈(134)이 다상흐름 기법을 적용하여 균열망의 압력분포(134a)를 연산하는 압력분포 연산단계(S211); 제4 예측연산모듈(134)이 다상흐름 기법을 적용하여 균열망의 포화도(134b)를 예측하는 포화도 예측단계(S212); 및 제4 예측연산모듈(134)이 균열망의 압력분포(134a) 및 포화도(134b)를 기반으로 지하수의 이동경로와 지하수-염수의 경계층을 예측하는 지하수 유동경로 및 경계층 예측단계(S213);를 더 포함한다.In addition, the second step (S200) includes a pressure distribution calculation step (S211) in which the fourth prediction operation module 134 applies the multiphase flow technique to calculate the pressure distribution (134a) of the crack network; a saturation prediction step (S212) in which the fourth prediction operation module 134 predicts the saturation degree 134b of the crack network by applying the multiphase flow technique; and a groundwater flow path and boundary layer prediction step in which the fourth prediction operation module 134 predicts the movement path of groundwater and the boundary layer of groundwater-brine based on the pressure distribution 134a and saturation 134b of the crack network (S213); further includes

그리고 제4 예측연산모듈(134)은, 지하수의 이동경로와 지하수-염수의 경계층을 예측하기 위해, 지하수 유동경로 및 경계층 예측단계(S213)에서 IMPES(Implicit Pressure Explicit Saturation) 기법을 적용한다.And the fourth prediction operation module 134 applies IMPES (Implicit Pressure Explicit Saturation) technique in the groundwater flow path and boundary layer prediction step S213 to predict the movement path of groundwater and the groundwater-salt water boundary layer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 균열 암반 내의 유체 흐름에 영향을 미치는 균열 특성을 정확히 분석할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to accurately analyze the crack characteristics affecting the fluid flow in the cracked rock.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따르면, 암반 파쇄대의 모의 데이터인 균열망의 간극을 변화시키면서 유체의 흐름에 대한 시뮬레이션을 수행할 수 있다.And, according to an embodiment of the present invention, it is possible to perform a simulation of the flow of fluid while changing the gap of the crack network, which is simulation data of the rock crusher.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be able

도 1은 3차원 이산균열망 모형을 생성하기 위한 관리자 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 예측연산부의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 이산균열망 모형에 대한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 이산균열망 모형 생성방법의 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 5 내지 도 8은 개별적인 균열망 및 대상영역 내에 발생된 균열망을 구성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 13은 균열망을 통과하는 유체의 흐름을 연산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 도 16은 오염물질 이동경로를 예측하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 17 내지 도 18은 지하수 유동 경로 및 지하수-염수 경계층을 예측하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram showing the configuration of a manager terminal for generating a three-dimensional discrete crack network model.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a prediction operation unit shown in FIG. 1 .
3 is a conceptual diagram of a three-dimensional discrete crack network model according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a process of a method for generating a three-dimensional discrete crack network model according to an embodiment of the present invention.
5 to 8 are views for explaining the process of configuring individual crack networks and crack networks generated in the target area.
9 to 13 are diagrams for explaining a process of calculating a flow of a fluid passing through a crack network.
14 to 16 are diagrams for explaining a process of predicting a pollutant movement path.
17 to 18 are diagrams for explaining a process of predicting a groundwater flow path and a groundwater-brine boundary layer.

이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리(범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, since the description of the present invention is merely an embodiment for structural or functional description, the right (the scope of the present invention) should not be construed as being limited by the embodiment described in the text. That is, the embodiment is subject to various changes Since this is possible and can take various forms, it should be understood that the scope of the present invention includes equivalents that can realize the technical idea.In addition, the object or effect presented in the present invention must include all of the object or effect of the present invention. It is not meant to include only such effects, so the scope of the present invention should not be construed as being limited thereby.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described in the present invention should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Terms such as “first” and “second” are for distinguishing one component from another, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be termed a second component, and similarly, a second component may also be termed a first component. When a component is referred to as being “connected to” another component, it may be directly connected to the other component, but it should be understood that other components may exist in between. On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Meanwhile, other expressions describing the relationship between elements, that is, "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", etc., should be interpreted similarly.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expression is to be understood to include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise, and terms such as "comprise" or "have" are not intended to refer to the specified feature, number, step, action, component, part or any of them. It is intended to indicate that a combination exists, and it should be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Terms defined in general used in the dictionary should be interpreted as having the same meaning in the context of the related art, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 이산균열망 모형 생성방법을 수행하기 위한 관리자 단말(100)의 구성에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration of the manager terminal 100 for performing the 3D discrete crack network model generating method according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 3차원 이산균열망 모형을 생성하기 위한 관리자 단말의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 예측연산부의 세부 구성을 나타내는 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 이산균열망 모형에 대한 개념도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a manager terminal for generating a three-dimensional discrete crack network model, FIG. 2 is a block diagram showing the detailed configuration of the prediction operation unit shown in FIG. 1, FIG. 3 is an embodiment of the present invention It is a conceptual diagram of a 3D discrete crack network model according to an example.

도 1 내지 3을 참조하면, 관리자 단말(100)은 데이터 수집부(110), 통신부(120), 예측연산부(130), 모형생성부(140), 알림부(150), 제어부(160)로 이루어진다.1 to 3 , the manager terminal 100 includes a data collection unit 110 , a communication unit 120 , a prediction operation unit 130 , a model generation unit 140 , a notification unit 150 , and a control unit 160 . is done

데이터 수집부(110)는 통신부(120)를 통해 외부로부터 암반 파쇄대와 관련된 매개변수를 하나 이상 수집한다. 여기서, 외부는 암반 파쇄대와 관련된 매개변수 정보가 저장되는 외부서버, 외부시설, 외부단말 중 적어도 하나일 수 있고, 매개변수는 암반 파쇄대의 경사, 폭, 공극, 구간 변형률 등과 같이 암반 파쇄대로부터 획득할 수 있는 모든 데이터들을 의미한다.The data collection unit 110 collects one or more parameters related to the rock crusher from the outside through the communication unit 120 . Here, the outside may be at least one of an external server, an external facility, and an external terminal in which parameter information related to the rock crusher is stored, and the parameter may be obtained from the rock crusher such as the inclination, width, air gap, and section strain of the rock crusher. All possible data.

통신부(120)는 외부로부터 매개변수가 데이터 수집부(110)에 수집되도록 하기 위해 구비된다.The communication unit 120 is provided to collect parameters from the outside to the data collection unit 110 .

예측연산부(130)는 데이터 수집부(110)로부터 매개변수를 수신하고, 수신한 매개변수를 기반으로 3차원 이산균열망 모형(10)을 생성하기 위한 예측연산이 복수의 단계로 이루어진다. 이러한 예측연산부(130)는 복수의 예측연산단계를 수행하기 위해 제1 예측연산모듈(131), 제2 예측연산모듈(132), 제3 예측연산모듈(133) 및 제4 예측연산모듈(134)이 구비된다.The prediction operation unit 130 receives the parameters from the data collection unit 110, and a prediction operation for generating the 3D discrete crack network model 10 based on the received parameters is performed in a plurality of steps. The prediction operation unit 130 includes a first prediction operation module 131 , a second prediction operation module 132 , a third prediction operation module 133 , and a fourth prediction operation module 134 to perform a plurality of prediction operation steps. ) is provided.

제1 예측연산모듈(131)은 데이터 수집부(110)로부터 수신한 매개변수를 기반으로 암반 파쇄대의 모의 데이터인 균열망을 생성한다.The first prediction operation module 131 generates a crack network, which is simulated data of the rock crusher, based on the parameters received from the data collection unit 110 .

제2 예측연산모듈(132)은 제1 예측연산모듈(131)로부터 생성된 균열망을 통과하는 유체의 흐름을 연산한다.The second prediction operation module 132 calculates the flow of the fluid passing through the crack network generated by the first prediction operation module 131 .

제3 예측연산모듈(133)은 제2 예측연산모듈(132)로부터 연산된 균열망을 통과하는 유체의 흐름을 기반으로 오염물질의 이동경로를 예측한다.The third prediction operation module 133 predicts the movement path of the contaminants based on the flow of the fluid passing through the crack network calculated from the second prediction operation module 132 .

제4 예측연산모듈(134)은 제3 예측연산모듈(133)의 과정이 종료된 후, 제 1, 2, 3 예측연산모듈(131, 132, 133)의 연산 및 예측데이터에 다상흐름 기법을 적용하여 균열망을 통과하는 유체인 지하수의 이동경로와 지하수-염수의 경계층을 예측한다.After the process of the third prediction operation module 133 is completed, the fourth prediction operation module 134 applies a polyphase flow technique to the operation and prediction data of the first, second, and third prediction operation modules 131, 132, 133. It is applied to predict the movement path of groundwater, which is a fluid passing through the crack network, and the boundary layer of groundwater-brine.

모형생성부(140)는 상기 제1, 2, 3, 4 예측연산모듈(131, 132, 133, 134)의 연산 및 예측 데이터가 반영되는 3차원 이산균열망 모형(10)을 생성한다.The model generator 140 generates a three-dimensional discrete crack network model 10 in which the calculation and prediction data of the first, second, third, and fourth prediction operation modules 131, 132, 133, and 134 are reflected.

이에 따라, 3차원 이산균열망 모형(10)은 지하수의 이동경로 및 지하수-염수의 경계층을 예측한 결과를 관리자 단말(100)의 사용자인 관리자에게 제공하는 것이 가능하다.Accordingly, the three-dimensional discrete crack network model 10 can provide the result of predicting the movement path of groundwater and the boundary layer of groundwater-brine to the manager who is the user of the manager terminal 100 .

더 나아가, 3차원 이산균열망 모형(10)은 지하수-염수 간의 상호작용(도 3의 "Groundwater-saltwater interaction effect(Multi-phase flow)"), 지하수 흐름(도 3의 "Hydrological effect(Groundwater flow)") 및 수력 자극(도 3의 "Mechanical effect(Hydraulic stimulation)")이 반영되며, 이를 관리자에게 제공하는 것이 가능하다.Furthermore, the three-dimensional discrete crack network model 10 is a groundwater-saltwater interaction (“Groundwater-saltwater interaction effect (Multi-phase flow)” in FIG. 3), groundwater flow (“Hydrological effect (Groundwater flow)” in FIG. )") and hydraulic stimulation ("Mechanical effect (Hydraulic stimulation)" in FIG. 3) are reflected, and it is possible to provide this to the manager.

즉, 상기 제1, 2, 3, 4 예측연산모듈(131, 132, 133, 134)은 3차원 이산균열망 모형(10)에 상기의 지하수-염수 간의 상호작용, 지하수 흐름 및 수력 자극이 반영되도록 예측연산이 이루어지는 것이다.That is, in the first, second, third, and fourth prediction operation modules 131 , 132 , 133 and 134 , the interaction between groundwater-salt water, groundwater flow, and hydraulic stimulation are reflected in the three-dimensional discrete crack network model 10 . Prediction calculation is performed as much as possible.

이와 같이, 3차원 이산균열망 모형(10)은 상기의 지하수-염수 간의 상호작용, 지하수 흐름 및 수력 자극이 반영됨에 따라, 균열 암반 내의 유체 흐름에 영향을 미치는 균열 특성을 정확히 분석할 수 있다.As such, the three-dimensional discrete crack network model 10 can accurately analyze the crack characteristics that affect the fluid flow in the cracked bedrock as the above-mentioned groundwater-salt water interaction, groundwater flow, and hydraulic stimulus are reflected.

알림부(150)는 알림음 또는 알림메시지를 통해 예측연산부(130)의 예측연산 수행 여부와 모형생성부(140)의 3차원 이산균열망 모형(10) 생성 여부를 관리자에게 전달한다.The notification unit 150 transmits to the manager whether the prediction operation is performed by the prediction operation unit 130 and whether the 3D discrete crack network model 10 is generated by the model generation unit 140 through a notification sound or a notification message.

이러한 알림부(150)는 예측연산부(130)의 예측연산이 완료되는 경우에 예측연산의 완료를 알리기 위한 알림음을 발생시키거나 알림메시지를 생성하고, 이와 달리 제1, 2, 3, 4 예측연산모듈(131, 132, 133, 134) 중 적어도 하나의 예측연산모듈로부터 예측연산이 진행되지 않는 경우에 예측연산의 중지를 알리기 위한 알림음을 발생시키거나 알림메시지를 생성할 수 있다.When the prediction operation of the prediction operation unit 130 is completed, the notification unit 150 generates a notification sound or generates a notification message to notify the completion of the prediction operation, and, in contrast, the first, second, third, and fourth predictions. When the prediction operation does not proceed from at least one prediction operation module among the operation modules 131 , 132 , 133 , and 134 , a notification sound for notifying the stop of the prediction operation may be generated or a notification message may be generated.

여기서, 알림부(150)가 예측연산의 완료를 알리기 위한 알림음은 음높이(Hz)가 예측연산의 중지를 알릴 때보다 상대적으로 낮은 음 또는 무음으로 생략될 수 있고, 알림메시지는 "예측연산 완료" 또는 생략될 수 있으며, 이와 달리 예측연산의 중지를 알리기 위한 알림음은 음높이가 예측연산의 완료를 알릴 때보다 상대적으로 높은 음 또는 진동으로 선택될 수 있고, 알림메시지는 "예측연산 중지"로 제공될 수 있다.Here, the notification sound for the notification unit 150 to notify the completion of the prediction operation may be omitted as a relatively low tone or silence than when the pitch (Hz) informs the stop of the prediction operation, and the notification message is "Prediction operation complete" " or may be omitted. Alternatively, the notification sound for notifying the stop of the prediction operation may be selected as a sound or vibration having a pitch higher than that when notifying the completion of the prediction operation, and the notification message is "Prediction operation stop". can be provided.

또한, 알림부(150)는 모형생성부(140)로부터 3차원 이산균열망 모형(10)의 생성이 완료되는 경우에 3차원 이산균열망 모형(10)의 생성을 알리기 위한 알림음을 발생시키거나 알림메시지를 생성하고, 이와 달리 모형생성부(140)로부터 3차원 이산균열망 모형(10)로부터 3차원 이산균열망 모형(10)이 생성되지 않는 경우에 3차원 이산균열망 모형(10)의 미생성을 알리기 위한 알림음을 발생시키거나 알림메시지를 생성할 수 있다.In addition, the notification unit 150 generates a notification sound to notify the generation of the 3D discrete crack network model 10 when the generation of the 3D discrete crack network model 10 from the model generation unit 140 is completed. or a notification message is generated, and otherwise, when the three-dimensional discrete crack network model 10 is not generated from the three-dimensional discrete crack network model 10 from the model generation unit 140, the three-dimensional discrete crack network model (10) It is possible to generate a notification sound or generate a notification message to inform that the meaning has not been created.

여기서, 알림부(150)가 3차원 이산균열망 모형(10)의 생성을 알리기 위한 알림음은 음높이가 3차원 이산균열망 모형(10)의 미생성을 알릴 때보다 상대적으로 낮은 음 또는 무음으로 생략될 수 있고, 알림메시지는 "모형생성 완료" 또는 생략될 수 있으며, 이와 달리 3차원 이산균열망 모형(10)의 미생성을 알리기 위한 알림음은 음높이가 3차원 이산균열망 모형(10)의 생성을 알릴 때보다 상대적으로 높은 음 또는 진동으로 선택될 수 있고, 알림메시지는 "모형 미생성"으로 제공될 수 있다.Here, the notification sound for the notification unit 150 to inform the generation of the 3D discrete crack network model 10 is a relatively low sound or silence than when notifying the non-generation of the 3D discrete crack network model 10 . It can be omitted, and the notification message can be “completed model generation” or omitted, and in contrast, the notification sound for notifying the non-generation of the 3D discrete crack network model 10 has a pitch of the 3D discrete crack network model (10). It may be selected as a relatively high sound or vibration than when notifying the generation of , and a notification message may be provided as "Model not created".

더 나아가, 알림부(150)가 차원 이산균열망 모형(10)의 생성 또는 미생성을 알리기 위한 알림음은 예측연산의 완료 또는 예측연산의 중지를 알리기 위한 알림음보다 음높이가 상대적으로 높게 설정될 수 있다. 즉, 알림음의 음높이는 예측연산의 완료를 알릴 때, 예측연산의 중지를 알릴 때, 3차원 이산균열망 모형(10)의 생성을 알릴 때, 3차원 이산균열망 모형(10)의 미생성을 알릴 때 순으로 음높이가 높아질 수 있다.Furthermore, the alarm sound for the notification unit 150 to notify the generation or non-generation of the dimensional discrete crack network model 10 is set to be relatively higher than the tone for notifying the completion of the prediction operation or the stop of the prediction operation. can That is, the pitch of the notification sound is when notifying the completion of the prediction operation, when notifying the stop of the prediction operation, when notifying the generation of the 3D discrete crack network model 10, the non-generation of the 3D discrete crack network model (10) When notifying, the pitch may increase in order.

제어부(160)는 관리자 단말(100)의 데이터 수집부(110)가 외부로부터 매개변수를 수집하도록 제어하며, 예측연산부(130)로부터 3차원 이산균열망 모형(10)을 생성하기 위한 예측연산이 이루어지도록 제어하여 모형생성부(140)에서 3차원 이산균열망 모형(10)이 생성되도록 하고, 알림부(150)로부터 3차원 이산균열망 모형(10)의 예측연산 및 생성을 알리기 위한 알림음 또는 알림메시지가 발생되도록 한다.The control unit 160 controls the data collection unit 110 of the manager terminal 100 to collect parameters from the outside, and the prediction operation for generating the 3D discrete crack network model 10 from the prediction operation unit 130 is performed. A notification sound to inform the prediction operation and generation of the 3D discrete crack network model 10 from the notification unit 150 and to generate the 3D discrete crack network model 10 by the model generation unit 140 by controlling it to be performed Or, a notification message is generated.

그리고 제어부(160)는 예측연산부(130)로부터 예측연산된 3차원 이산균열망 모형(10)의 생성을 위한 연산 및 예측 데이터 또는 모형생성부(140)로부터 생성된 3차원 이산균열망 모형(10)을 요청하는 사용자 단말(미도시)에 송신되도록 제어할 수 있다.And the control unit 160 is a 3D discrete crack network model 10 generated by the calculation and prediction data or the model generation unit 140 for generating the 3D discrete crack network model 10 predicted by the prediction operation unit 130 . ) can be controlled to be transmitted to a requesting user terminal (not shown).

이를 통해, 사용자 단말(미도시)의 사용자는 3차원 이산균열망 모형(10) 기반의 지하수의 이동경로 및 지하수-염수의 경계층을 예측한 결과를 제공받는 것이 가능하다.Through this, the user of the user terminal (not shown) can be provided with the result of predicting the movement path of groundwater and the groundwater-brine boundary layer based on the 3D discrete crack network model 10 .

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 이산균열망 모형 생성방법에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.Hereinafter, a method for generating a three-dimensional discrete crack network model according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 이산균열망 모형 생성방법의 과정을 나타내는 흐름도이고, 도 5 내지 도 8은 개별적인 균열망 및 대상영역 내에 발생된 균열망을 구성하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 9 내지 도 13은 균열망을 통과하는 유체의 흐름을 연산하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 14 내지 도 16은 오염물질 이동경로를 예측하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 17 내지 도 18은 지하수 유동 경로 및 지하수-염수 경계층을 예측하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4 is a flowchart showing a process of a method for generating a three-dimensional discrete crack network model according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 to 8 are individual crack networks and a process of constructing a crack network generated in the target area. 9 to 13 are diagrams for explaining the process of calculating the flow of fluid passing through the crack network, and FIGS. 14 to 16 are diagrams for explaining the process of predicting the movement path of contaminants, 17 to 18 are diagrams for explaining a process of predicting a groundwater flow path and a groundwater-brine boundary layer.

먼저, 데이터 수집부(110)는 통신부(120)를 통해 외부로부터 암반 파쇄대와 관련된 매개변수를 하나 이상 수집한다(S100).First, the data collection unit 110 collects one or more parameters related to the rock crusher from the outside through the communication unit 120 (S100).

데이터 수집부(110)로부터 매개변수를 하나 이상 수집된 후, 예측연산부(130)는 3차원 이산균열망 모형(10)을 생성하기 위한 예측연산을 수행한다(S200).After collecting one or more parameters from the data collection unit 110, the prediction operation unit 130 performs a prediction operation for generating the 3D discrete crack network model 10 (S200).

상기의 3차원 이산균열망 모형(10)을 생성하기 위한 예측연산의 과정은 이하와 같이 세분화될 수 있으며, 구체적으로는 균열망 생성 과정, 유체의 흐름 연산 과정, 오염물질의 이동경로 예측 과정, 지하수의 이동경로와 지하수-염수의 경계층 예측 과정 순으로 진행될 수 있다.The process of prediction calculation for generating the three-dimensional discrete crack network model 10 can be subdivided as follows, and specifically, a crack network generation process, a fluid flow calculation process, a pollutant movement path prediction process, It can proceed in the order of the groundwater movement path and the groundwater-salt water boundary layer prediction process.

균열망 생성 과정은 제1 예측연산모듈(131)로부터 이루어지는 과정으로서, 제1 예측연산모듈(131)은 균열망을 이루는 복수개의 개별 균열(131a)의 형태, 지름, 방위 및 경사를 설정하고(S201a), 이와 동시에 개별 균열(131a)의 간극을 설정함으로써(S201b), 개별 균열(131a)의 생성을 완료한다(S201).The crack network generation process is a process made by the first prediction operation module 131, and the first prediction operation module 131 sets the shape, diameter, orientation and inclination of a plurality of individual cracks 131a constituting the crack network ( S201a), and at the same time, by setting the gap between the individual cracks 131a (S201b), the generation of the individual cracks 131a is completed (S201).

그 후, 제1 예측연산모듈(131)은 대상영역(132b) 내에 형태, 지름, 방위, 경사 및 간극이 설정된 복수개의 개별 균열(131a)으로 이루어지는 균열망을 생성한다(S202).After that, the first prediction operation module 131 generates a crack network including a plurality of individual cracks 131a in which the shape, diameter, orientation, inclination and gap are set in the target region 132b ( S202 ).

상기의 균열망 생성 과정에서 제1 예측연산모듈(131)은 개별 균열(131a)의 형태를 원형, 사각형 및 다각형 중 적어도 하나로 설정할 수 있고, 일 실시예서는 개별 균열(131a)의 형태를 디스크(Disk)형으로 설정할 수 있다.In the crack network generation process, the first prediction operation module 131 may set the shape of the individual crack 131a to at least one of a circle, a rectangle, and a polygon, and in one embodiment, the shape of the individual crack 131a is set to a disk ( Disk) type can be set.

그리고 제1 예측연산모듈(131)은 개별 균열(131a)의 지름을 대수법칙, 지수법칙, 멱급수법칙 중 적어도 하나를 이용하여 설정할 수 있으며, 개별 균열(131a)의 방위 및 경사를 피셔 본 미제스 법칙(Fisher-Von-Mises)을 이용하여 설정할 수 있다.And the first prediction operation module 131 can set the diameter of each crack 131a by using at least one of logarithmic law, exponential law, and power series law, and Mises's law for the orientation and inclination of individual cracks 131a It can be set using (Fisher-Von-Mises).

또한, 제1 예측연산모듈(131)은 개별 균열(131a)의 불규칙한 간극(131c)을 대수법칙 또는 멱급수법칙을 적용하여 일정한 간극의 보정 간극(131d)으로 보정하여 개별 균열(131a)의 간극을 설정한다. 이러한 보정 간극(131d)은 예측연산부(130) 또는 제어부(160)를 통해 별도로 입력되는 값으로 설정될 수 있다. 이에 따라, 개별 균열(131a) 및 균열망의 간극은 관리자에 의해 변경되는 것이 가능하며, 이는 후술될 3차원 이산균열망 모형(10)이 균열망의 간극을 변화시키면서 유체의 흐름에 대한 시뮬레이션을 수행하도록 하기 위함이다.In addition, the first prediction operation module 131 corrects the irregular gap 131c of the individual cracks 131a to the corrected gap 131d of a constant gap by applying the logarithmic rule or the power series rule to correct the gap of the individual cracks 131a. set The correction gap 131d may be set to a value separately input through the prediction operation unit 130 or the control unit 160 . Accordingly, it is possible to change the gap between the individual cracks 131a and the crack network by an administrator, and this is because the three-dimensional discrete crack network model 10, which will be described later, simulates the flow of fluid while changing the gap of the crack network. in order to do it

여기서, 대수법칙, 지수법칙, 멱급수법칙은 통상적으로 수학적 통계에서 사용되는 법칙이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 하겠다. 피셔 본 미제스 법칙은 3차원상의 가우시안 분포 등과 같이, 3차원상에서 방위 및 경사를 결정하기 위한 법칙이다.Here, the algebraic rule, the exponential rule, and the power series rule are rules commonly used in mathematical statistics, so detailed descriptions thereof will be omitted. Fisher-Born Mises's law is a law for determining orientation and inclination in three dimensions, such as a Gaussian distribution in three dimensions.

유체의 흐름 연산 과정은 상기의 균열망 생성 과정 완료 후에 진행되는 과정으로서, 제2 예측연산모듈(132)은 복수개의 개별 균열(131a)의 유로 형태를 직사각형 단면 또는 원형 단면으로 설정하며, 유로 형태가 설정된 개별 균열 중 두 개의 개별 균열(132a, 132b)을 연결한다(S203).The fluid flow calculation process is performed after the crack network creation process is completed. The second prediction operation module 132 sets the flow path shape of the plurality of individual cracks 131a to a rectangular cross section or a circular cross section, and the flow path shape Connects two individual cracks 132a and 132b among the individual cracks in which is set (S203).

상기의 유체의 흐름 연산 과정에서는 균열망 내의 유체는 1차원적으로 이동되는 것을 가정하에 연산이 이루어질 수 있다. 이는, 특정한 1차원 유로를 형성하면서 유체의 이동(흐름)이 발생된다는 유료화 효과(channeling effect)를 반영하기 위함이다.In the flow calculation process of the fluid, the calculation can be performed on the assumption that the fluid in the crack network moves one-dimensionally. This is to reflect the channeling effect that the movement (flow) of the fluid occurs while forming a specific one-dimensional flow path.

상기 두 개의 개별 균열(132a, 132b) 연결 과정에서 개별 균열(131a)의 유로 형태는 직사각형 단면 또는 원형 단면으로 설정될 수 있으나, 직사각형 단면으로 설정되는 것이 바람직할 것이다. 이는, 직사각형 단면으로 유로 형태를 설정할 때 국부적인 규모의 균열을 통과하는 유량이 간극의 삼승에 비례한다는 삼승법칙을 적용할 수 있으며, 유효수직응력 등을 통해 간극의 변화를 측정하는 것이 용이하기 때문이다.In the process of connecting the two individual cracks 132a and 132b, the flow path shape of the individual crack 131a may be set to a rectangular cross-section or a circular cross-section, but it is preferable to set it to a rectangular cross-section. This is because, when setting the flow path shape with a rectangular cross section, the rule of thumb that the flow rate passing through a crack of a local scale is proportional to the third power of the gap can be applied, and it is easy to measure the change in the gap through effective normal stress, etc. am.

두 개의 개별 균열(132a, 132b) 연결 후, 제2 예측연산모듈(132)은 두 개의 개별균열(132a, 132b)의 중심부분으로부터 교차지점까지의 조화평균을 통해 두 개의 개별균열(132a, 132b)의 교차지점 통합투수계수를 연산한다(S204).After connecting the two individual cracks 132a and 132b, the second prediction operation module 132 performs a harmonic average from the center of the two individual cracks 132a and 132b to the intersection point of the two individual cracks 132a and 132b. ) calculates the integrated pitcher coefficient of the intersection (S204).

상기의 교차지점 통합투수계수 연산 과정에서 제2 예측연산모듈(132)은 두 개의 개별균열(132a, 132b)의 교차지점 통합투수계수를 연산하기 위해 직사각형 단면의 유로를 가지는 개별 균열의 통합투수계수를 이하의 [수학식1]을 통해 연산한다.In the process of calculating the integrated permeability coefficient at the intersection point, the second prediction calculation module 132 calculates the integrated permeability coefficient at the intersection point of the two individual cracks 132a and 132b. is calculated through the following [Equation 1].

Figure 112020005266768-pat00001
Figure 112020005266768-pat00001

상기의 [수학식 1]에서, g(m/sec2)는 중력가속도, v(m2/sec)는 유체의 동점성 계수, e(m)는 균열의 간극, l(m)은 균열의 교차길이이다.In the above [Equation 1], g(m/sec 2 ) is the gravitational acceleration, v(m 2 /sec) is the coefficient of dynamic viscosity of the fluid, e(m) is the gap between the cracks, and l(m) is the thickness of the crack. is the intersection length.

그리고 제2 예측연산모듈(132)은 두 개의 개별균열(132a, 132b)의 중심에서부터 교차지점까지의 거리인 조화평균을 통해 두 개의 개별균열(132a, 132b)의 교차지점 통합투수계수를 이하의 [수학식 2]를 통해 연산한다.And the second prediction operation module 132 calculates the integrated permeability coefficient of the intersection point of the two individual cracks 132a and 132b through the harmonic average, which is the distance from the center of the two individual cracks 132a and 132b to the intersection point. It is calculated through [Equation 2].

Figure 112020005266768-pat00002
Figure 112020005266768-pat00002

상기의 [수학식 2]에서, ki와 kj는 두 개의 개별균열(132a, 132b)의 통합투수계수이며, Li와 Lj는 두 개의 개별균열(132a, 132b)의 중심에서부터 교차지점까지의 거리를 의미한다.In the above [Equation 2], k i and k j are the integrated permeability coefficients of the two individual cracks (132a, 132b), and L i and L j are the intersection points from the center of the two individual cracks (132a, 132b). means the distance to

더 나아가, 제2 예측연산모듈(132)은 두 개의 개별균열(132a, 132b)의 교차지점 통합투수계수를 연산하기 위해 도 11에 도시된 바와 같이, 개별 균열(132a, 132b)의 불규칙한 간극분포이 일정 간극으로 이루어지게 개별 균열(132a, 132b)를 적층체로 변형시킨다. 이때, 개별 균열(132a, 132b)의 적층체는 유체가 이동 가능한 개방 영역(도 11의 "l1"과 "l2")과 상기 개방 영역을 제외한 유체의 이동이 불가능한 폐쇄 영역으로 이루어진다.Furthermore, the second prediction operation module 132 is configured to calculate the integrated permeability coefficient at the intersection of the two individual cracks 132a and 132b, as shown in FIG. 11 , the irregular gap distribution of the individual cracks 132a and 132b. The individual cracks 132a and 132b are deformed into a laminate to form a predetermined gap. At this time, the laminate of the individual cracks 132a and 132b is composed of an open area in which fluid can move (“l 1 ” and “l 2 ” in FIG. 11 ) and a closed area in which the fluid cannot move except for the open area.

그리고 개별 균열(132a, 132b)에 가해지는 주변 응력을 적용하여 적층 영역이 변형되도록 한다. 여기서, 적층 영역은 주변 응력이 적용됨에 따라 개방 영역은 축소되고, 폐쇄 영역은 확장되는 것이 바람직할 것이다.Then, a peripheral stress applied to the individual cracks 132a and 132b is applied to deform the laminated region. Here, in the lamination area, it is preferable that the open area shrinks and the closed area expands as the ambient stress is applied.

이를 통해, 제2 예측연산모듈(132)은 주변 응력에 의해 변화되는 개별 균열(132a, 132b)의 간극분포 특성을 기반으로 두 개의 개별균열(132a, 132b)의 교차지점 통합투수계수를 연산할 수 있다.Through this, the second prediction calculation module 132 calculates the integrated permeability coefficient at the intersection of the two individual cracks 132a and 132b based on the gap distribution characteristics of the individual cracks 132a and 132b that are changed by the surrounding stress. can

두 개의 개별균열(132a, 132b)의 교차지점 통합투수계수 연산 후, 제2 예측연산모듈(132)은 두 개의 개별균열(132a, 132b)의 교차지점을 통과하는 유량을 연산한다(S205).After calculating the integrated permeability coefficient at the intersection of the two individual cracks 132a and 132b, the second prediction operation module 132 calculates the flow rate passing through the intersection of the two individual cracks 132a and 132b (S205).

상기의 교차지점 통과유량 연산 과정에서 제2 예측연산모듈(132)은 두 개의 개별균열(132a, 132b)의 교차지점 통과유량을 이하의 [수학식 3]을 통해 연산한다.In the process of calculating the flow rate passing through the intersection, the second prediction operation module 132 calculates the flow rate passing through the intersection of the two individual cracks 132a and 132b through the following [Equation 3].

Figure 112020005266768-pat00003
Figure 112020005266768-pat00003

상기의 [수학식 3]에서, Qij는 두 개의 개별균열(132a, 132b)의 교차지점 통과유량이며, △hij는 두 개의 개별 균열(132a, 132b)의 중심으로부터의 수두차이고, Li와 Lj는 두 개의 개별균열(132a, 132b)의 중심에서부터 교차지점까지의 거리를 의미한다.In the above [Equation 3], Q ij is the flow rate passing through the intersection of the two individual cracks 132a and 132b, Δh ij is the head difference from the center of the two individual cracks 132a, 132b, and L i and L j mean the distance from the center of the two individual cracks 132a and 132b to the intersection point.

즉, 제2 예측연산모듈(132)은 상기의 교차지점 통과유량 연산 과정에서 수두차가 존재하는 개별 균열(132a, 132b)의 교차지점 통과유량을 연산하는 것이며, 이를 위해 상기의 개별 균열(132a, 132b) 연결 과정에서 수두차가 존재하는 두 개의 개별 균열(132a, 132b)을 연결하는 것이 바람직할 것이다.That is, the second prediction calculation module 132 calculates the flow rate passing through the intersection point of the individual cracks 132a and 132b having a head difference in the flow rate calculation process through the intersection point, and for this purpose, the individual cracks 132a, 132b) It may be preferable to connect two separate cracks 132a and 132b having a water head difference in the connection process.

또한, 두 개의 개별균열(132a, 132b)의 수두차는 매개변수와 상관없이 예측연산부(130) 또는 제어부(160)를 통해 별도로 입력되는 값으로 설정될 수 있다. 이에 따라, 균열망에서의 유체는 간극을 따라 일 방향으로 획일화되게 이동될 수도 있다.In addition, the head difference between the two individual cracks 132a and 132b may be set to a value separately input through the prediction operation unit 130 or the control unit 160 irrespective of the parameters. Accordingly, the fluid in the crack network may be uniformly moved in one direction along the gap.

두 개의 개별 균열(132a, 132b)의 교차지점 통과유량 연산 후, 제2 예측연산모듈(132)은 두 개의 개별균열(132a, 132b) 각각에 대해 수두를 연산한다(S206).After calculating the flow rate passing through the intersection of the two individual cracks 132a and 132b, the second prediction operation module 132 calculates the head for each of the two individual cracks 132a and 132b (S206).

상기의 수두 연산 과정에서 제2 예측연산모듈(132)은 정상상태 조건에서 연산을 수행하며, 개별 균열(132a)에 n개의 개별 균열(132b)이 연결된 경우에 대해 질량보존법칙을 적용하여 두 개의 개별균열(132a, 132b) 각각에 대한 수두를 이하의 [수학식 4]을 통해 연산한다.In the above head calculation process, the second prediction calculation module 132 performs calculations under steady-state conditions, and applies the mass conservation law to the case where n individual cracks 132b are connected to the individual cracks 132a. The head for each of the individual cracks 132a and 132b is calculated through the following [Equation 4].

Figure 112020005266768-pat00004
Figure 112020005266768-pat00004

그리고 제2 예측연산모듈(132)은 켤레기울기법(또는 공역기울기법, preconditioning conjugate gradient)을 적용하여 상기의 [수학식 4]을 연산할 수 있다.In addition, the second prediction operation module 132 may calculate [Equation 4] above by applying a conjugate gradient method (or a preconditioning conjugate gradient method).

또한, 상기의 수두 연산 과정에서 정상상태라 함은 역학적 효과가 반영된 개별 균열(132a, 132b)의 간극의 시간적 변화 등을 적용한 비정상상태와 대향되는 상태로서, 개별 균열(132a, 132b)의 간극의 시간적 변화 등이 배제된 상태를 의미한다.In addition, in the above head calculation process, the steady state is a state opposite to the abnormal state in which the temporal change of the gap of the individual cracks 132a and 132b reflecting the mechanical effect is applied, and the gap of the individual cracks 132a and 132b is applied. It means a state in which temporal changes are excluded.

두 개의 개별균열(132a, 132b) 각각에 대한 수두 연산 후, 제2 예측연산모듈(132)은 개별 균열(132a, 132b)을 포함하여 다른 개별 균열을 통해 이루어지는 균열망의 간극분포(132c) 및 수두(132d)를 연산하여 유체의 흐름을 연산한다(S207).After the head calculation for each of the two individual cracks 132a and 132b, the second prediction operation module 132 generates a gap distribution 132c and The flow of the fluid is calculated by calculating the head 132d (S207).

여기서, 균열망의 간극분포(132c)는 구별이 용이하도록 개별 균열의 간극에 따라 색상이 다르게 나타나며, 균열망의 수두(132d)는 개별 균열의 수두차에 따라 색상이 다르게 나타난다.Here, the gap distribution 132c of the crack network has different colors depending on the gaps of the individual cracks for easy identification, and the head 132d of the crack network has different colors depending on the difference in the water head of the individual cracks.

오염물질의 이동경로 예측 과정은 상기의 유체의 흐름 연산 과정 완료 후에 진행되는 과정으로서, 제3 예측연산모듈(133)은 균열망의 간극분포(132c) 및 수두(132d)를 기반으로 용질입자의 이동경로(133a)를 생성한다(S208).The process of predicting the movement path of the pollutants is a process that proceeds after the completion of the flow calculation process of the fluid, and the third prediction operation module 133 performs the prediction of the solute particles based on the gap distribution 132c and the head 132d of the crack network. A movement path 133a is created (S208).

여기서, 용질입자는 유체와 함께 개별 균열 및 균열망을의 간극을 따라 이동되며, 유체와의 접촉을 통해 반응이 이루어지는 반응 용질입자와 유체와의 접촉을 통해서도 반응이 발생되지 않는 미반응 용질입자를 포함할 수 있다.Here, the solute particles move along the gaps between individual cracks and crack networks together with the fluid, and the reaction solute particles that react through contact with the fluid and unreacted solute particles that do not react even through contact with the fluid are separated. may include

용질입자의 이동경로(133a) 생성 후, 제3 예측연산모듈(133)은 용질입자의 이동경로(133a) 중 유체가 배출되는 출구경계에서의 용질 파과곡선(133b)을 생성한다(S209).After generating the movement path 133a of the solute particles, the third prediction operation module 133 generates a solute breakthrough curve 133b at the exit boundary where the fluid is discharged among the movement paths 133a of the solute particles (S209).

여기서, 출구경계는 대상영역 내의 끝단으로서 유체가 배출되는 경계 즉, 균열 또는 균열망의 외측부를 의미하며, 파과곡선은 오염물질의 농도가 어느 시점에서 허용기준치를 초과하는지 여부를 판단하기 위한 데이터로서, 일 실시예에서 균열망은 도 16에 도시된 바와 같이, 20.0~30.0 Temps(x 1000 ans)에서 오염물질 농도가 높게 측정됨에 따라, 상기 부분이 허용기준치를 초과하는 것으로 예측될 수 있다.Here, the exit boundary is the end within the target area, that is, the boundary through which the fluid is discharged, that is, the outer part of the crack or crack network. , in one embodiment, as shown in FIG. 16 , as the contaminant concentration is measured to be high at 20.0 to 30.0 Temps (x 1000 ans), it can be predicted that the portion exceeds the allowable standard.

용질 파과곡선(133b) 생성 후, 제3 예측연산모듈(133)은 용질입자의 이동경로(133a)와 용질 파과곡선(133b)을 기반으로 오염물질 이동경로를 예측한다(S210).After generating the solute breakthrough curve 133b, the third prediction operation module 133 predicts the movement path of the contaminants based on the movement path 133a of the solute particles and the solute breakthrough curve 133b (S210).

지하수의 이동경로와 지하수-염수의 경계층 예측 과정은 오염물질의 이동경로 예측 과정 완료 후 진행되는 과정으로서, 제4 예측연산모듈(134)은 제1, 2, 3 예측연산모듈(131, 132, 133)의 연산 및 예측 데이터에 다상흐름 기법을 적용하여 균열망의 압력분포(134a)를 연산하고(S211), 균열망의 포화도(134b)를 예측함으로써(S212), 지하수의 이동경로와 지하수-염수의 경계층을 예측한다(S213).The groundwater movement path and the groundwater-brine boundary layer prediction process is a process that is performed after the pollutant movement path prediction process is completed. The fourth prediction operation module 134 includes the first, second, and third prediction operation modules 131, 132, 133), the pressure distribution 134a of the crack network is calculated by applying the multiphase flow technique to the calculation and prediction data of 133), and the saturation degree of the crack network is predicted (S212) (S212). Predict the boundary layer of salt water (S213).

상기의 지하수의 이동경로와 지하수-염수의 경계층 예측 과정에서 균열망의 압력분포(134a)의 연산 단계와 균열망의 포화도(134b)의 예측 단계는 동시에 이루어질 수 있다.In the process of predicting the movement path of groundwater and the groundwater-salt water boundary layer, the calculation step of the pressure distribution 134a of the crack network and the prediction step of the saturation degree 134b of the crack network may be simultaneously performed.

그리고 제4 예측연산모듈(134)은 지하수의 이동경로와 지하수-염수의 경계층을 예측하기 위해 적용하는 다상흐름 기법은 IMPES(Implicit Pressure Explicit Saturation) 기법일 수 있다.In addition, the multi-phase flow technique applied to the fourth prediction operation module 134 to predict the movement path of groundwater and the boundary layer of groundwater-brine may be IMPES (Implicit Pressure Explicit Saturation) technique.

여기서, IMPES 기법은 해안 대수층에서의 지하수, 염수와 같이 서로 혼합되지 않는 두 유체 사이의 경계층을 예측하는 것이 가능한 기법이다.Here, the IMPES technique is a technique that can predict the boundary layer between two fluids that do not mix with each other, such as groundwater and salt water in a coastal aquifer.

제1, 2, 3, 4 예측연산모듈(131, 132, 133, 134)로부터 예측연산이 완료된 후, 모형생성부(140)는 제1, 2, 3, 4 예측연산모듈(131, 132, 133, 134)로부터 연산 및 예측 데이터를 반영하여 3차원 이산균열망 모형(10)을 생성한다(S300).After the prediction operation is completed from the first, second, third, and fourth prediction operation modules 131, 132, 133, and 134, the model generation unit 140 performs the first, second, third, and fourth prediction operation modules 131, 132, 133, 134) to generate a three-dimensional discrete crack network model 10 by reflecting the calculation and prediction data (S300).

상기의 과정을 통해 생성된 3차원 이산균열망 모형(10)은 균열 암반 내의 유체 흐름에 영향을 미치는 균열 특성을 정확히 분석하기 위해 사용될 수 있으며, 이를 위해 지하수의 공간 및 시간적 거동, 지하수-염수의 상호작용 예측 및 정량적인 평가를 위한 다중흐름 기법이 도입될 수 있다.The three-dimensional discrete crack network model 10 generated through the above process can be used to accurately analyze the crack characteristics affecting the fluid flow in the cracked bedrock, and for this purpose, the spatial and temporal behavior of groundwater, groundwater-brine Multiflow techniques for interaction prediction and quantitative evaluation can be introduced.

또한, 상기의 3차원 이산균열망 모형(10)은 암반 파쇄대의 모의 데이터인 균열망의 간극을 변화시키면서 유체의 흐름에 대한 시뮬레이션을 수행할 수 있다.In addition, the three-dimensional discrete crack network model 10 can perform a simulation of the flow of fluid while changing the gap of the crack network, which is simulated data of the rock crusher.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.The detailed description of the preferred embodiments of the present invention disclosed as described above is provided to enable any person skilled in the art to make and practice the present invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, a person skilled in the art may use each configuration described in the above-described embodiments in a way of combining with each other. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that are not explicitly cited in the claims may be combined to form an embodiment, or may be included as new claims by amendment after filing.

10: 3차원 이산균열망 모형,
100: 관리자 단말,
110: 데이터 수집부,
120: 통신부,
130: 예측연산부,
131: 제1 예측연산모듈,
131a: 개별 균열,
131b: 대상영역,
131c: 불규칙한 간극,
131d: 보정 간극,
132: 제2 예측연산모듈,
132a, 132b: 두 개의 개별 균열,
132c: 균열망의 간극분포,
132d: 균열망의 수두,
133: 제3 예측연산모듈,
133a: 용질입자의 이동경로,
133b: 용질 파과곡선,
134: 제4 예측연산모듈,
134a: 균열망의 압력분포,
134b: 균열망의 포화도,
140: 모형생성부,
150: 알림부,
160: 제어부.
10: 3D discrete crack network model,
100: administrator terminal;
110: data collection unit;
120: communication department;
130: prediction operation unit,
131: a first prediction operation module;
131a: individual cracks;
131b: target area;
131c: irregular gap,
131d: calibration gap,
132: a second prediction operation module;
132a, 132b: two separate cracks;
132c: distribution of gaps in the crack network,
132d: the head of the rift network,
133: a third prediction operation module;
133a: movement path of solute particles,
133b: solute breakthrough curve,
134: a fourth prediction operation module;
134a: pressure distribution of the crack network,
134b: saturation of the crack network,
140: model generation unit,
150: notification unit,
160: control unit.

Claims (10)

3차원 이산균열망 모형(10)을 생성하는 방법에 있어서,
데이터 수집부(110)가 통신부(120)를 통해 외부로부터 암반 파쇄대와 관련된 매개변수를 하나 이상 수집하는 제1 단계(S100);
예측연산부(130)가 상기 데이터 수집부(110)로부터 수신하는 매개변수를 기반으로 암반 파쇄대의 모의 데이터인 균열망을 생성하며, 상기 균열망을 통과하는 유체의 흐름을 연산하고, 상기 균열망을 통과하는 유체의 흐름을 통해 오염물질의 이동경로를 예측하며, 다상흐름 기법을 적용하여 상기 유체인 지하수의 이동경로와 지하수-염수의 경계층을 예측하는 제2 단계(S200); 및
모형생성부(140)가 상기 예측연산부(130)로부터 연산 및 예측된 데이터를 반영하여 상기 3차원 이산균열망 모형(10)을 생성하는 제3 단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 이산균열망 모형 생성방법.
In the method of generating a three-dimensional discrete crack network model (10),
A first step (S100) of the data collection unit 110 collecting one or more parameters related to the rock crusher from the outside through the communication unit 120;
The prediction operation unit 130 generates a crack network that is simulated data of a rock crusher based on the parameters received from the data collection unit 110, calculates the flow of fluid through the crack network, and generates the crack network. a second step (S200) of predicting the movement path of the contaminants through the flow of the passing fluid, and predicting the movement path of the groundwater, which is the fluid, and the boundary layer of the groundwater-brine by applying a multiphase flow technique; and
A third step (S300) in which the model generation unit 140 generates the three-dimensional discrete crack network model 10 by reflecting the data calculated and predicted from the prediction operation unit 130; A method for generating a dimensional discrete crack network model.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 단계(S200)는,
제1 예측연산모듈(131)이 상기 균열망을 이루는 복수개의 개별 균열(131a)의 형태, 지름, 방위 및 경사 중 적어도 하나를 설정하는 제1 설정단계(S201a);
상기 제1 예측연산모듈(131)이 상기 제1 설정 단계(S201a)와 동시에, 상기 개별 균열(131a)의 간극을 설정하는 제2 설정단계(S201b); 및
상기 제1 예측연산모듈(131)이 상기 형태, 지름, 방위, 경사 및 간극 중 적어도 하나가 설정된 개별 균열(131a)으로 대상영역(131b) 내에 균열망을 생성하는 균열망 생성단계(S202);를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 이산균열망 모형 생성방법.
The method of claim 1,
The second step (S200) is,
a first setting step (S201a) in which the first prediction operation module 131 sets at least one of the shape, diameter, orientation and inclination of a plurality of individual cracks 131a constituting the crack network;
a second setting step (S201b) in which the first prediction operation module 131 sets a gap between the individual cracks (131a) at the same time as the first setting step (S201a); and
a crack network generation step (S202) in which the first prediction operation module 131 generates a crack network in the target region 131b as individual cracks 131a in which at least one of the shape, diameter, orientation, inclination and gap is set; A three-dimensional discrete crack network model generation method, characterized in that it comprises a.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 예측연산모듈(131)은,
상기 제1 설정단계(S201a)에서 상기 개별 균열(131a)의 형태를 원형, 사각형 및 다각형 중 적어도 하나로 설정하며, 상기 개별 균열(131a)의 지름은 대수법칙, 지수법칙, 멱급수법칙 중 적어도 하나를 이용하여 설정하고, 상기 개별 균열(131a)의 방위 및 경사를 피셔 본 미제스 법칙(Fisher-Von-Mises)을 이용하여 설정하는 것을 특징으로 하는 3차원 이산균열망 모형 생성방법.
3. The method of claim 2,
The first prediction operation module 131,
In the first setting step (S201a), the shape of the individual crack 131a is set to at least one of a circle, a rectangle, and a polygon, and the diameter of the individual crack 131a is at least one of a logarithmic rule, an exponential rule, and a power series rule. 3D discrete crack network model generation method, characterized in that the orientation and inclination of the individual cracks (131a) are set using Fisher-Von-Mises' law (Fisher-Von-Mises).
제 2 항에 있어서,
상기 제1 예측연산모듈(131)은,
상기 제2 설정단계(S201b)에서 대수법칙 또는 멱급수법칙을 기반으로 상기 개별 균열(131a)의 불규칙한 간극(131c)을 보정한 보정 간극(131d)을 상기 개별 균열(131a)의 간극으로 설정하는 것을 특징으로 하는 3차원 이산균열망 모형 생성방법.
3. The method of claim 2,
The first prediction operation module 131,
Setting the corrected gap 131d corrected for the irregular gap 131c of the individual crack 131a as the gap of the individual crack 131a based on the logarithmic rule or the power series rule in the second setting step S201b A method for generating a 3D discrete crack network model characterized by its characteristics.
제 2 항에 있어서,
상기 제2 단계(S200)는,
제2 예측연산모듈(132)이 상기 개별 균열(131a)의 유로 형태를 직사각형 단면 또는 원형 단면으로 설정하며, 상기 유로 형태가 설정된 개별 균열 중 두 개의 개별 균열(132a, 132b)을 연결하는 개별 균열 연결단계(S203);
상기 제2 예측연산모듈(132)이 상기 개별 균열(132a, 132b)의 중심부분으로부터 교차지점까지의 조화평균을 통해 상기 개별 균열(132a, 132b)의 교차지점 통합투수계수를 연산하는 통합투수계수 연산단계(S204);
상기 제2 예측연산모듈(132)이 상기 개별 균열(132a, 132b)의 교차지점을 통과하는 유량을 연산하는 통과유량 연산단계(S205);
상기 제2 예측연산모듈(132)이 상기 개별 균열(132a, 132b) 각각에 대해 수두를 연산하는 수두 연산단계(S206); 및
상기 제2 예측연산모듈(132)이 상기 균열망의 간극분포(132c) 및 수두(132d)를 연산하는 유체 흐름 연산단계(S207);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 이산균열망 모형 생성방법.
3. The method of claim 2,
The second step (S200) is,
The second prediction operation module 132 sets the flow path shape of the individual crack 131a to a rectangular cross section or a circular section, and an individual crack connecting two individual cracks 132a and 132b among the individual cracks for which the flow path shape is set. connection step (S203);
The second prediction calculation module 132 calculates the integrated permeability coefficient at the intersection of the individual cracks 132a and 132b through the harmonic average from the center of the individual cracks 132a and 132b to the intersection point. calculation step (S204);
a passing flow rate calculation step (S205) in which the second prediction calculation module 132 calculates the flow rate passing through the intersection of the individual cracks (132a, 132b);
a head calculation step (S206) in which the second prediction calculation module 132 calculates a head for each of the individual cracks 132a and 132b; and
3D discrete crack network model generation, characterized in that it further comprises a fluid flow calculation step (S207) in which the second prediction operation module 132 calculates the gap distribution 132c and the head 132d of the crack network. Way.
제 5 항에 있어서,
상기 제2 예측연산모듈(132)은,
상기 개별 균열 연결단계(S203)에서 중심으로부터 수두차가 존재하는 두 개의 개별 균열(132a, 132b)을 연결함으로써, 상기 통과유량 연산단계(S205)에서 상기 수두차가 존재하는 개별 균열(132a, 132b)의 교차지점을 통과하는 유량을 연산하는 것을 특징으로 하는 3차원 이산균열망 모형 생성방법.
6. The method of claim 5,
The second prediction operation module 132,
By connecting the two individual cracks 132a and 132b having a water head difference from the center in the individual crack connecting step S203, the individual cracks 132a and 132b having the water head difference in the passing flow calculation step S205 are connected. A three-dimensional discrete crack network model generation method, characterized in that the flow rate passing through the intersection is calculated.
제 5 항에 있어서,
상기 제2 예측연산모듈(132)은,
주변 응력에 의해 변화되는 상기 개별 균열(132a, 132b)의 간극분포 특성을 기반으로 상기 통합투수계수 연산단계(S204)에서 상기 개별 균열(132a, 132b)의 교차지점 통합투수계수를 연산하는 것을 특징으로 하는 3차원 이산균열망 모형 생성방법.
6. The method of claim 5,
The second prediction operation module 132,
Calculating the integrated permeability coefficient at the intersection of the individual cracks 132a and 132b in the integrated permeability coefficient calculation step (S204) based on the gap distribution characteristics of the individual cracks 132a and 132b that are changed by the surrounding stress A method for generating a three-dimensional discrete crack network model with
제 5 항에 있어서,
상기 제2 단계(S200)는,
제3 예측연산모듈(133)이 상기 유체 흐름 연산단계(S207)에서 연산된 상기 균열망의 간극분포(132c) 및 수두(132d)를 기반으로 상기 유체와 함께 이동되는 반응 용질입자 및 비반응 용질입자의 이동경로(133a)를 생성하는 이동경로 생성단계(S208);
상기 제3 예측연산모듈(133)이 상기 이동경로(133a) 중 유체가 배출되는 출구경계에서의 용질 파과곡선(133b)을 생성하는 용질 파과곡선 생성단계(S209); 및
상기 이동경로(133a) 및 상기 용질 파과곡선(133b)을 기반으로 오염물질의 이동경로를 예측하는 오염물질 이동경로 예측단계(S210);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 이산균열망 모형 생성방법.
6. The method of claim 5,
The second step (S200) is,
Reactive solute particles and non-reacting solutes moved with the fluid by the third prediction operation module 133 based on the gap distribution 132c and the head 132d of the crack network calculated in the fluid flow calculation step S207 A movement path generation step (S208) of generating the movement path (133a) of the particles;
a solute breakthrough curve generation step (S209) in which the third prediction operation module 133 generates a solute breakthrough curve 133b at an outlet boundary where the fluid is discharged among the movement path 133a; and
Contaminant movement path prediction step (S210) of predicting the movement path of the pollutant based on the movement path (133a) and the solute breakthrough curve (133b); 3D discrete crack network model generation, characterized in that it further comprises a Way.
제 8 항에 있어서,
상기 제2 단계(S200)는,
제4 예측연산모듈(134)이 상기 다상흐름 기법을 적용하여 상기 균열망의 압력분포(134a)를 연산하는 압력분포 연산단계(S211);
상기 제4 예측연산모듈(134)이 상기 다상흐름 기법을 적용하여 상기 균열망의 포화도(134b)를 예측하는 포화도 예측단계(S212); 및
상기 제4 예측연산모듈(134)이 상기 균열망의 압력분포(134a) 및 포화도(134b)를 기반으로 상기 지하수의 이동경로와 상기 지하수-염수의 경계층을 예측하는 지하수 유동경로 및 경계층 예측단계(S213);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 이산균열망 모형 생성방법.
9. The method of claim 8,
The second step (S200) is,
a pressure distribution calculation step (S211) in which the fourth prediction operation module 134 calculates the pressure distribution 134a of the crack network by applying the multi-phase flow technique;
a saturation prediction step (S212) in which the fourth prediction operation module 134 predicts the saturation degree 134b of the crack network by applying the multi-phase flow technique; and
The groundwater flow path and boundary layer prediction step ( S213); 3D discrete crack network model generating method, characterized in that it further comprises.
제 9 항에 있어서,
상기 제4 예측연산모듈(134)은,
상기 지하수의 이동경로와 상기 지하수-염수의 경계층을 예측하기 위해, 상기 지하수 유동경로 및 경계층 예측단계(S213)에서 IMPES(Implicit Pressure Explicit Saturation) 기법을 적용하는 것을 특징으로 하는 3차원 이산균열망 모형 생성방법.
10. The method of claim 9,
The fourth prediction operation module 134,
In order to predict the movement path of the groundwater and the groundwater-brine boundary layer, the IMPES (Implicit Pressure Explicit Saturation) technique is applied in the groundwater flow path and boundary layer prediction step (S213). creation method.
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