HydroGeoSphere/二维随机裂缝生成器

二维随机裂缝生成器可用于在二维空间中生成随机裂缝网络，目前仅在 *xz* 平面中。然而，在 *y* 方向上，可以使用多个块。

开始二维随机裂缝...结束

导致grok 开始读取描述二维随机裂缝生成的指令，直到它遇到结束指令。

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以下可选指令可用于修改裂缝生成器的默认行为

随机裂缝的数量

n rfractures 要生成的随机裂缝数量。

默认情况下，二维随机裂缝网络将包含 80 个裂缝。

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使用恒定种子

the_seed 二维随机裂缝生成器的种子。

导致二维随机裂缝生成器使用恒定种子the_seed 每次运行grok 时生成相同的随机裂缝网络。

默认情况下，二维随机裂缝生成器使用基于当前系统时间的与时间相关的值作为种子。在这种情况下，它每次运行grok 时都会生成不同的 裂缝网络。

无论哪种情况，种子值都会写入前缀o.eco文件，可用于多次生成相同的随机裂缝网络。

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生成方向分布

or_n_classes 方向类别数。
or_first_class middle 最小方向类别的中间值。
or_last_class middle 最大方向类别的中间值。
or_sigma 两个高斯分布的标准差 ${\sigma }_{1}$ 。
or_my1 第一个高斯分布的均值 ${\mu }_{1}$ 。
or_my2 第二个高斯分布的均值 ${\mu }_{2}$ 。

导致grok 读取用于定义裂缝方向分布的参数，该分布遵循双峰高斯分布，根据

P({\alpha })=P_{1}({\alpha })+P_{2}({\alpha })

(方程 5.1)

其中，变量 $x$ 的正态分布 $P(x)$ ，其均值为 ${\mu }$ ，方差为 ${\alpha }^{2}$ ，具有概率函数

P(x)={\frac {1}{{\sigma }{\sqrt {2{\pi }}}}}e^{-{\frac {(x-{\mu })^{2}}{2{\sigma }^{2}}}}

(方程 5.2)

对于域 $x{\epsilon }(-{\infty },{\infty })$ 。

默认情况下，表 5.1 中给出的值用于定义这些关系

表 5.1：二维随机裂缝方向的默认值
参数	值	单位
方向类别数	13	-
最小方向类别的中间值	30	度
最大方向类别的中间值	150	度
两类数据的标准差 ${\sigma }$	15	度
第一个高斯分布的均值 ${\mu }_{1}$	60	度
第二个高斯分布的均值 ${\mu }_{2}$	120	度

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生成孔径分布

ap_n_classes 孔径类别数量。
ap_first_class_middle 最小孔径类别的中间值。
ap_last_class_middle 最大孔径类别的中间值。
ap_lambda ${\lambda }$ 指数孔径分布的。

导致grok读取用于定义裂缝孔径分布的参数，该分布遵循指数分布，根据

P(x)=P_{O}\cdot e^{-{\lambda }x}

(公式 5.3)

请注意，对于 ${\lambda }$ 的高值，指数分布变得更陡峭，小孔径数量更多，而 ${\lambda }$ 的小值则偏向于较大的孔径。

默认情况下，表 5.2 中给出的值用于定义这些关系

表 5.2：二维随机裂缝孔径的默认值
参数	值	单位
孔径类别数量	10	-
最小孔径类别的中间值	50	微米
最大孔径类别的中间值	300	微米
${\lambda }$ 指数孔径分布的	9000	-

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生成对数正态长度分布

le_n_classes 长度类别数量。
le_first_class_middle 最小长度类别的中间值。
le_last_class_middle 最大长度类别的中间值。
lognormal_m ${\mu }$ 对数正态分布的。
lognormal_s ${\sigma }$ 对数正态长度分布的。

导致grok读取用于定义裂缝长度分布的参数，该分布遵循对数正态分布，根据

P(x)={\frac {1}{{\sigma }x{\sqrt {2{\pi }}}}}e^{-{\frac {(lnx-{\mu })^{2}}{2{\sigma }^{2}}}}

(公式 5.4)

默认情况下，表 5.3 中给出的值用于定义这些关系

表 5.3：二维随机裂缝长度的对数正态分布默认值
参数	值	单位
长度类别数量	10	-
最小长度类别的中间值	0.1 $\cdot$ min( $L_{x},L_{z}$ ) †	米 ‡
最大长度类别的中间值	min( $L_{x},L_{z}$ )	m
${\mu }$ 对数正态分布的	2.9	-
${\sigma }$ 对数正态长度分布的	0.45	-

† 符号 $L_{x}$ 和 $L_{z}$ 分别表示模拟域在 x 方向和 z 方向的长度。
‡ 尽管此表中显示了米的长度单位，但用户可以根据第 5.1.2 节中的说明进行不同的定义。

需要注意的是，对数正态分布 ${\Lambda }({\mu },{\sigma }^{2})$ 是由曲线 ${\Lambda }(0,{\sigma }^{2})$ 通过以下方法得到的

在 x 方向上拉伸 $e^{\mu }$ 。
在 z 方向上拉伸 $e^{-{\mu }}$ 。

因此， ${\mu }$ 的值越大，峰值将越向右移动。改变标准偏差 ${\sigma }$ 将影响分布的散射，其中较小的 ${\sigma }$ 导致更少的散射和更尖锐的峰值。

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指数长度分布

导致 grok 使用裂缝迹线的指数分布，而不是默认的对数正态分布。

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生成指数长度分布

le_n_classes 长度类别数量。
le_first_class_middle 最小长度类别的中间值。
le_last_class_middle 最大长度类别的中间值。
le_lambda ${\lambda }$ 指数长度分布的。

与指数长度分布指令一起使用，这将导致 grok 读取用于定义裂缝长度分布的参数，该分布根据以下公式遵循指数分布：

P(x)=P_{O}\cdot e^{-{\lambda }x}

(公式 5.5)

请注意，对于 ${\lambda }$ 的高值，指数分布变得更加陡峭，短裂缝数量更多，而较小的 ${\lambda }$ 有利于更长的裂缝。

默认情况下，表 5.4 中给出的值用于定义这些关系。

表 5.4：二维随机裂缝长度的默认值，指数分布
参数	值	单位
长度类别数量	10	-
最小长度类别的中间值	0.1 $\cdot$ min( $L_{x},L_{z}$ ) †	米 ‡
最大长度类别的中间值	min( $L_{x},L_{z}$ )	m
${\lambda }$ 指数长度分布	0.05	-

† 符号 $L_{x}$ 和 $L_{z}$ 分别表示模拟域在 x 和 z 方向上的长度。
‡ 尽管此表中显示了米的长度单位，但用户可以根据第 5.1.2 节中的说明进行不同的定义。

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输出随机孔隙

将生成的孔隙分布数据和单个裂缝孔隙写入输出文件 prefixo.rfrac.apertures.

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输出随机长度

将生成的长度分布数据和单个裂缝长度写入输出文件 prefixo.rfrac.lengths.

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输出随机方向

将生成的方位分布数据和单个裂缝方位写入输出文件 prefixo.rfrac.orientations.

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输出随机裂缝

将裂缝带孔隙率、导水率和位置数据写入输出文件 prefixo.rfrac.fractures.

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默认分布

图 5.3 概述了二维随机裂缝生成器采用的默认分布。方向分布（图 5.3a）基于以下假设：构造应力导致图 5.3b 所示的两个裂缝族形成。然而，在为 ${\mu }_{1}$ 和 ${\mu }_{2}$ 分配相同的数值时，分布将坍缩为单峰分布。孔隙的默认分布（图 5.3c）是指数分布，用户可以修改它。默认情况下，裂缝迹线呈对数正态分布（图 5.3d），可以更改为指数分布。请注意，裂缝迹线分布取决于域尺寸。这里，一个块的尺寸为 $L_{x}$ = 100 m, $L_{y}$ = 1 m 和 $L_{z}$ = 50 m。

示例不规则裂缝网络

以下指令用于生成图 5.4 中显示的不规则裂缝网络。请注意 80° 和 135° 两个方位的主导性。

!_______________________ grid definition

generate uniform blocks
100.0 200
1.0 1
50.0 100

adapt grid to fractures
3

end

...etc...

!_______________________ fracture media properties

use domain type
fracture

properties file
eval.fprops

begin random fractures

use constant seed
0.5

number of random fractures
70

exponential length distribution

generate orientation distribution
10
60.
150.
10.
80.
135.

output random apertures
output random lengths
output random orientations
output random fractures

end

read properties
fracture