【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩体裂隙注浆数值模拟领域，尤其涉及一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、注浆是指将特定的材料（通常是液体、浆料或其他填充物质）注入到工程结构或地质体中的裂缝、空隙或孔隙中的过程，旨在强化地下结构、加固岩石或土壤或封闭空隙以防止水或其他物质的渗透；当被注介质为裂隙岩体时，浆液会沿着裂隙流动，但对于裂隙较细小、复杂或连通性较差的情况，浆液会通过细小空隙(多孔介质)向裂隙两侧岩体渗透。
3、实际工程中的岩石或土壤往往存在多种不同的物理性质和结构特征，面对此类复杂条件，注浆过程存在一些风险和挑战，例如材料流失、不均匀填充等，这种注浆过程的效果取决于注浆材料的性质、多孔介质的渗透性和孔隙结构以及施工过程中的压力、速率和时间等；现有的注浆模拟方法，没有考虑在不同介质中（裂隙与多孔介质）注浆的渗透-流动状态，导致注浆模拟准确度不高，最终影响实际注浆工程的注浆效果和稳定性。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法及系统，分别通过达西定律darcy和n-s方程构建渗透-流动控制方程组，定义渗透-流动性质转化参数，实时调整数值计算控制方程，从而准确有效描述注浆在不同介质中（裂隙与多孔介质）的渗透-流动状态。
2、为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
3、本专
4、一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法，包括：
5、构建裂隙岩体渗透-流动注浆模型，设置模型的物理属性与边界条件；
6、将模型划分为多尺度网格，依据每个网格的孔隙率，将模型进一步划分为无固相域与多孔介质域，在无固相域采用n-s方程控制浆液扩散过程，在多孔介质域采用darcy方程控制浆液扩散过程，融合n-s方程和darcy方程构建控制方程组；
7、基于不断更新的多尺度转化参数，利用控制方程组重复计算不同时间步下各个网格的压力、速度与饱和度，从而得到不同时间步下模型的压力场、速度场与饱和度场。
8、进一步的，所述裂隙岩体渗透-流动注浆模型，构建过程为：
9、获取实际注浆工程的工程背景或模型试验的模型工况，结合注浆模拟的工况要求，构建裂隙岩体渗透-流动注浆模型。
10、进一步的，所述多尺度网格，是根据模拟时流场和注浆情况，动态调整网格密度，使重点区域采用高的网格分辨率，非重点区域采用低的网格分辨率。
11、进一步的，所述依据每个网格的孔隙率，将模型进一步划分为无固相域与多孔介质域，具体为：当网格中介质内部的孔隙率时，所述网格属于无固相域；当孔隙率时，所述网格属于多孔介质域。
12、进一步的，所述控制方程组，具体为：
13、将n-s方程与darcy方程相耦合，得到控制注浆渗透-流动的控制方程组；
14、当孔隙率时，控制方程组转变为n-s方程进行数值计算，当孔隙率时，控制方程组转变为darcy方程进行数值计算。
15、进一步的，所述多尺度转化参数，作为控制方程组的系数，用来描述注浆界面位置与微结构注浆动态特性的网格尺度信息，包括相对速度、阻力和表面张力。
16、进一步的，所述重复计算的具体过程为：
17、获取当前时间步的多尺度转化参数，实时调整控制方程组；
18、对调整后的控制方程组进行求解，得到当前时间步的压力场、速度场与饱和度场；
19、推进时间步，计算下一时间步的压力场、速度场与饱和度场。
20、本专利技术第二方面提供了一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟系统。
21、一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟系统，包括模型构建模块、方程构建模块和重复模拟模块：
22、模型构建模块，被配置为：构建裂隙岩体渗透-流动注浆模型，设置模型的物理属性与边界条件；
23、方程构建模块，被配置为：将模型划分为多尺度网格，依据每个网格的孔隙率，将模型进一步划分为无固相域与多孔介质域，在无固相域采用n-s方程控制浆液扩散过程，在多孔介质域采用darcy方程控制浆液扩散过程，融合n-s方程和darcy方程构建控制方程组；
24、重复模拟模块，被配置为：基于不断更新的多尺度转化参数，利用控制方程组重复计算不同时间步下各个网格的压力、速度与饱和度，从而得到不同时间步下模型的压力场、速度场与饱和度场。
25、本专利技术第三方面提供了计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面所述的一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法中的步骤。
26、本专利技术第四方面提供了电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面所述的一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法中的步骤。
27、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
28、本专利技术所述方案提供了一种裂隙岩体渗透-流动注浆数值模拟分析方法，将n-s方程与darcy方程耦合成新的控制方程组，通过孔隙率将裂隙岩体渗透-流动注浆模型划分为无固相域与多孔介质域，相较于传统计算方法，能准确有效描述注浆在不同介质中（裂隙与多孔介质）的渗透-流动状态。
29、本专利技术所述方案在裂隙岩体中进行多尺度多相流的数值模拟，定义多尺度转化参数，确保了在不同尺度下的模型能够相互衔接和匹配，涵盖了微观裂隙结构到宏观岩体尺度，进而能够更全面地理解注浆的宏观特性和动态过程。
30、本专利技术所述方案针对不同实况下浆液在裂隙岩体中的渗透流动进行模拟，充分发挥了数值模拟的直观性与便利性，基于耦合流体控制方程组，实现了裂隙岩体渗透流动注浆全过程的压力-速度可视化模拟，是一种高效新颖的注浆模拟方法。
31、本专利技术通过数值模拟不同的注浆方案，可以评估潜在的风险和问题，优化注浆参数，提高注浆效果和工程稳定性，减少现场施工的成本和资源消耗，为工程设计和决策提供科学依据。
32、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法，其特征在于，所述裂隙岩体渗透-流动注浆模型，构建过程为：
3.如权利要求1所述的一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法，其特征在于，所述多尺度网格，是根据模拟时流场和注浆情况，动态调整网格密度，使重点区域采用高的网格分辨率，非重点区域采用低的网格分辨率。
4.如权利要求1所述的一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法，其特征在于，所述依据每个网格的孔隙率，将模型进一步划分为无固相域与多孔介质域，具体为：当网格中介质内部的孔隙率时，所述网格属于无固相域；当孔隙率时，所述网格属于多孔介质域。
5.如权利要求1所述的一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法，其特征在于，所述控制方程组，具体为：
6.如权利要求1所述的一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法，其特征在于，所述多尺度转化参数，作为控制方程组的系数，用来描述注浆界面位置与微结构注浆动态特性的网格尺度信息，包括相对速度、阻力和表面张力。
7.如权利要求1所述的一
8.一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟系统，其特征在于，包括模型构建模块、方程构建模块和重复模拟模块：
9.一种电子设备，其特征是，包括：
10.一种存储介质，其特征是，非暂时性地存储计算机可读指令，其中，当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时，执行权利要求1-7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法，其特征在于，所述裂隙岩体渗透-流动注浆模型，构建过程为：
3.如权利要求1所述的一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法，其特征在于，所述多尺度网格，是根据模拟时流场和注浆情况，动态调整网格密度，使重点区域采用高的网格分辨率，非重点区域采用低的网格分辨率。
4.如权利要求1所述的一种裂隙岩体渗透-流动注浆模拟方法，其特征在于，所述依据每个网格的孔隙率，将模型进一步划分为无固相域与多孔介质域，具体为：当网格中介质内部的孔隙率时，所述网格属于无固相域；当孔隙率时，所述网格属于多孔介质域。
5.如权利要求1所述的一种裂隙岩体渗透-流动...
【专利技术属性】
技术研发人员：许振浩，台硕，李术才，卜泽华，李轶惠，赵晟喆，潘东东，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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