Large-scale Mass Transport Modelling in Discretely- Fractured Porous Media

A numerical model has been developed for the large-scale simulation of solute transport in discretelyfractured porous media. A generic finite elements code, MEF++, has been used to account for simultaneous flow and transport in 2D fracture and 3D porous medium elements. Equations for the fractures and the porous medium are solve separately but are coupled with a mass transfer term. This mass transfer term is calculated using the concentration gradient and weighted with a coefficient that depends on the porous medium properties, allowing for a general representation of diffusive exchange between fracture and porous medium. Verification and illustrative examples are presented to illustrate the modeling capabilities, including adaptive meshing for the transport solution. RÉSUMÉ Un modèle numérique a été développé pour la simulation à grande échelle du transport de masse dans un milieu poreux à fracturation discrète. Un code d’éléments finis générique, MEF++, a été modifié pour inclure l’écoulement de l’eau et le transport de masse dans des éléments de fractures 2D et des éléments 3D pour la matrice poreuse. Le modèle résout séparément les équations pour les fractures et pour la matrice poreuse, avec couplage par un terme de transfert de masse. Ce terme de transfert est calculé à partir du gradient de concentration entre le milieu poreux et la fracture et il est pondéré par un coefficient dépendant des propriétés du milieu poreux. Cette approche permet une représentation générale du transfert entre fractures et matrice. Des exemples sont présentés pour vérifier le modèle et pour illustrer ses capacités, particulièrement l’adaptation de maillage qui permet d’améliorer les résultats des simulations.