Modelling Fracture & localization in porous rock materials

ModeFoam zielt darauf ab, ein multiskaliges und multiphysikalisches Rahmenwerk zu entwickeln, um die gekoppelte Entwicklung von Brüchen und lokalisierter Verformung in porösen Gesteinen zu verstehen. Diese miteinander wechselwirkenden Versagensmechanismen beeinflussen maßgeblich die Entwicklung der Permeabilität, die Fluidströmung sowie das Potenzial für injektionsinduzierte Seismizität, sind jedoch mit konventionellen Modellen nach wie vor nur schwer vorherzusagen. Das Projekt wird ein fortgeschrittenes hypoplastisches Konstitutivmodell entwickeln, das durch multiskalige interne Variablen erweitert wird, welche die Gefügeentwicklung, Kornzertrümmerung sowie thermo-hydro-mechanisch-chemische Kopplungen beschreiben. Maschinelles Lernen wird eingesetzt, um relevante interne Variablen aus hybriden experimentellen und modellbasierten Datenbanken zu identifizieren. Das entwickelte Konstitutivmodell wird in eine multiskalige numerische Modellierungsarchitektur integriert, um die Initiierung, Wechselwirkung und gekoppelte Entwicklung von Kompaktionsbändern und Brüchen zu erfassen. Die Ergebnisse werden ein prädiktives Werkzeug zur Bewertung von Störungsinstabilitäten und seismischen Risiken in fluidinjizierten porösen geologischen Medien bereitstellen.