複雑な岩石構造と流れの新しい関係

岩石などの複雑な構造をどのように捉えるのかに着目し、流れに関わってくる重要な構造情報を、位相幾何学(トポロジー)と呼ばれる数学によって定量的に抽出することを試みています。また、3Dプリンタや微細加工技術を用いて構造を制御した精度の良い構造モデルを作製することで、流動実験と数値シミュレーションと両方の側面からの現象を理解し、「構造」と「流れ」の新しい関係の解明を目指しています。さらに、超臨界流体を用いた新しい貯留層開発に関する数値シミュレーション開発を行い、形成されるき裂の構造のメカニズムの解明を行なっています。

パーシステントホモロジーによる構造の定量化

Collaborators: 後藤くん(伊藤研)、平岡先生(京大)・大林先生(岡山大)

パーシステントホモロジーとは、穴のサイズ, 形状, 階層構造などを扱える無秩序系の位相的データ解析手法です。

本研究では、岩石き裂構造にパーシステントホモロジーを適用し、新しい岩石構造評価手法の提案を目指します。

  • Suzuki et al. (2020), Comput. Geosci.

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3Dプリンタモデルによる構造制御型流動実験

Collaborators: Mintoさん(Heriot-Watt)、渡邉先生(東北大環境)、R. N. Horne先生(Stanford)

き裂ネットワークのデザインをし、シミュレーション解析を行います。

また、3Dプリンタで試験片を作製し、実際に流動実験を行い、シミュレーション結果と比較します。

  • Suzuki et al. (2019), Transp. Porous Med.

  • Suzuki (2019), ながれ

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デザインした​き裂ネットワーク

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直接流動シミュレーション

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3Dプリンタ製き裂ネットワークを

用いた流動実験

流動-破砕連成モデルの開発

Collaborator: 劉さん(伊藤研)

資源開発において、超臨界状態の地熱水あるいはCO2を使った新しいタイプの破砕方法を導入することが提案されています。

本研究では、超臨界流体による破砕を表現できる数値計算コードを開発をし、その有効性を検討します。

  • ​Liu et al. (2020), J. Petrol. Sci. Eng.

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