Aller au contenu principal
2026 article

Numerical study on solute transport considering variable Péclet number and shear-induced aperture heterogeneity in rough-walled fractures

0Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
2Institutions déclarées
1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Shear displacement of natural fractures substantially reorganizes aperture structures and flow pathways, resulting in non-Fickian solute transport behaviors, for which the underlying mechanisms and quantitative representation in transport models remain incompletely understood. In this study, five rough-walled fracture configurations were reconstructed from a natural fracture surface subjected to different shear displacements. Direct numerical simulations of fluid flow and solute transport were performed under variable Péclet numbers (Pe) of 0.1–104. The breakthrough curves (BTCs) were analyzed using the classical advection–dispersion equation (ADE) and the time fractional advection–dispersion equation (tFADE). The results show that shear-induced aperture evolution increases aperture heterogeneity and reorganizes flow fields by enhancing preferential flow channels and promoting the formation of recirculation zones. These flow structures lead to pronounced early arrival and late-time tailing in BTCs under an advection-dominated transport regime. Compared with ADE, tFADE can better capture tailing behavior under advection-dominated conditions with relative error below 5% at the 99th percentile. The fractional derivative order α decreases with increasing aperture heterogeneity and exhibits strong negative correlations with flow-velocity variability and recirculation volume, with Pearson correlation coefficients of −0.937 and −0.850, respectively. Transport parameters in both ADE and tFADE exhibit systematic dependencies on relative standard deviation of aperture and Pe, enabling quantitative characterization of anomalous transport evolution in sheared fractures. These findings reveal the physical linkage between shear-induced geometric reorganization and non-Fickian solute transport in rough-walled fractures.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Numerical study on solute transport considering variable Péclet number and shear-induced aperture heterogeneity in rough-walled fractures
Date Crossref
01/08/2026
Éditeur
AIP Publishing
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Hefei University of Technology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • China Geological Survey pays non établi dans la notice
    Institution
  • School of Resources and Environmental Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Food and Biological Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Nanjing Center pays non établi dans la notice
    Institution

Hefei University of Technology, China Geological Survey et School of Resources and Environmental Engineering, avec 2 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Groundwater flow and contamination studiesHydraulic Fracturing and Reservoir AnalysisSoil and Unsaturated Flow

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.