3d Fractal Dimension and Flow Properties in the Pore Structure of Geological Rocks

Feranie, Selly; Fauzi, Umar; Bijaksana, Satria

doi:10.1142/s0218348x1100535x

Cited by 30 publications

(12 citation statements)

References 10 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Penelitian mengenai struktur pori telah banyak dikembangkan, salah satunya mengenai sifat aliran pada struktur pori dari batuan geologi [1]. Salah satu parameter fisis yang digunakan untuk menganalisis struktur pori pada medium berpori adalah tortuositas.…”

Section: Pendahuluanunclassified

“…Pelacakan jalur pori terhubung diterapkan pada 5 model uji dan kedua sampel tersebut dilakukan dengan Simple Neurite Tracer yang telah diimplementasikan dalam perangkat lunak Fiji. Selain Simple Neurite Tracer terdapat metode lain untuk pelacakan jalur aliran fluida yaitu Cubical Full Random Walk yang telah digunakan oleh Selly [1]. Metode perhitungan tortuositas yang digunakan adalah metode yang dipakai oleh Dougherty [7] untuk menganalisis tortuositas dari pembuluh darah.…”

Section: Metode Penelitianunclassified

See 1 more Smart Citation

Analisis Kompleksitas Struktur Pori Pada Sampel Digital Medium Berpori

Fawziah¹,

Rochmatulloh²,

Sumaryono³

et al. 2017

SPEKTRA

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Abstrak Kompleksitas struktur pori terhubung pada sampel digital medium berpori 2D telah dianalisis menggunakan parameter tortuositas. Jalur pori terhubung dilacak dengan menggunakan Simple Neurite Tracer. Metode pelacakan dan perhitungan tortuositas tersebut diujikan pada lima model sederhana yang menunjukan perbedaan tingkat kompleksitas yang signifikan. Metode analisis kompleksitas tersebut kemudian diterapkan pada sampel medium berpori berupa citra digital batuan berukuran 560 × 393 piksel, dan tanah berukuran 560 × 475 piksel. Citra digital sampel tanah dan batuan yang dianalisis berupa irisan 2D pada bidang z-y (sagittal) yang diambil dari sampel 3D hasil pemindaian menggunakan -CT Scanner SkyScan 1173. Pelacakan jalur pori terhubung pada sampel model maupun sampel digital 2D batuan dan tanah yang menggunakan Simple Neurite Tracer menghasilkan koordinat jalur pori terhubung yang kemudian digunakan untuk menghitung nilai tortuositas. Tortuositas dihitung dengan menggunakan definisi rasio antara jumlah total sudut keberlikuan jalur terhadap jarak antara dua sisi sampel yang saling berhadapan. Untuk 5 sampel model yang menunjukkan kompleksitas yang berbeda, diperoleh bahwa semakin kompleks struktur pori tersebut, maka semakin besar nilai tortuositasnya. Untuk analisis pada sampel digital batuan, nilai tortuositasnya yaitu 0,0392 sedangkan pada sampel tanah didapat nilai tortuositas sebesar 0,0431. Kata-kata kunci: simple neurite tracer, tortuositas, kompleksitas, medium berpori Abstract The complexity of the connected pore structure of 2D porous digital media samples has been analyzed using tortuosity parameter. Connected pore was traced using the Simple Neurite Tracer. The tracing method and the tortuosity calculation were tested on five simple models showing significant differences in complexity levels. The complexity analysis method was then applied on digital image of a rock sample with the size of 560 × 393 pixels, and a soil sample with the size of 560 × 475 pixels. Digital images of the rock and soil samples were analyzed on the 2D slices in the zy (sagittal) plane which were obtained from the scanned 3D samples using the µ-CT SkyScan 1173 Scanner. Connected pore tracing for both the 2D models as well as the rock and soil samples was done using the Simple Neurite Tracer which produce the coordinate of the connected pore path which is then used to calculate the value of tortuosity. Tortuosity is calculated by using the definition of the ratio between the sum of the curvaceous angles of the connected pore path to the distance between two facing sides of the sample. For 5 sample models with distinctive complexity, it was found that the more complex the pore structure, the greater the tortuosity value. For analysis on digital samples of rocks, the tortuosity is 0.0392 whereas in the soil sample, the tortuosity is 0.0431. Keywords: simple neurite tracer, tortuosity, complexity, porous medium.

show abstract

Section: Pendahuluanunclassified

Section: Metode Penelitianunclassified

Analisis Kompleksitas Struktur Pori Pada Sampel Digital Medium Berpori

Fawziah¹,

Rochmatulloh²,

Sumaryono³

et al. 2017

SPEKTRA

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Kompleksitas medium dianalisis dengan menghitung terlebih dahulu tortuositas jalur aliran pro terhubung. Jalur aliran dilacak dengan metode cubical full random walk yang telah dikembangkan oleh Fauzi dan Ariwibowo [13] yang kemudian dikembangkan oleh Feranie dkk [12]. Nilai tortuositas dari jalur yang sudah terlacak tersebut dihitung dari perbandingan dari panjang lintasan yang terbentuk oleh pori L' dengan panjang sisi medium L. Perhitungan tortuositas (τ) dapat dilakukan dengan menggunakan Persamaan (1).…”

Section: Metode Penelitianunclassified

“…Dalam berbagai studi mengenai medium berpori khususnya batuan, analisis citra digital digunakan untuk mengetahui karakteristik struktur pori karena eksperimen dalam hal pengkajian kompleksitas aliran fluida pada medium berpori akan lebih mudah dilakukan [4][5][6][7][8][9][10][11][12][13]. Misalnya saja, telah diketahui bahwa tortuositas dapat dijadikan parameter untuk menentukan sifat anisotropik medium berpori dari perbandingan nilai tortuositas pada arah sumbu x, y, dan z.…”

unclassified

Pengaruh Distribusi Ukuran Butiran Terhadap Kompleksitas Aliran Fluida Pada Model Batuan Berpori 3d

Rahmi¹,

Alyasyfi²,

Saptiani³

et al. 2017

Prosiding Seminar Nasional Fisika (E-Journal) Snf2017 Unj

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Perbedaan distribusi ukuran butiran (sorting) pada batuan berpori mempengaruhi kompleksitas aliran fluida walaupun batuan tersebut memiliki porositas yang sama. Hal tersebut dapat dianalisis dengan melakukan pemodelan sederhana yang mengasumsikan butiran dapat direpresentasikan dalam bentuk bulat sempurna yang saling tumpang-tindih. Model batuan dapat dibuat dengan mengatur parameterparameter utama yaitu jari-jari butiran hingga porositas yang diinginkan tercapai. Dari model yang dibuat, kompleksitas aliran fluida dapat dianalisis dengan menggunakan parameter tortuositas dalam arah x, y, dan z pada model batuan tersebut. Tortuositas dihitung sebagai perbandingan antara jejak aliran yang melewati pori-pori yang terhubung terhadap panjang sisi pada arah aliran model batuan, dan pelacakan jejak aliran dilakukan dengan metode cubical full random walk. Semakin besar nilai tortuositas, semakin kompleks pula aliran fluida tersebut. Pada pengukuran kompleksitas aliran fluida pada batuan ini, porositas dibuat sama untuk tiga model, yaitu sebesar 15%. Model batuan berpori disusun dengan menempatkan butiran yang memiliki jari-jari yang bervariasi (kecil, sedang, dan besar) yang terdistribusi secara acak dan dapat saling tumpang-tindih dalam medium berukuran 200×200×200. Dari hasil perhitungan yang dilakukan nilai tortuositas tidak memberikan pola yang spesifik untuk ketiga sampel pada tiga arah pelacakan jalur yang berbeda. Hal tersebut mengindikasikan bahwa medium dengan porositas dapat memiliki kompleksitas yang beragam dan anisotropik.

show abstract

“…It is important not only in theory but in practice. Feranie S and other foreign scholars [6] calculated the fractal dimension of rock samples by scanning the rock slices ; Jiande Li and others [7] analyzed granite rock burst particulate debris under uniaxial and triaxial compression conditions with fractal theory then got a conclusion that clastic rock burst owns fractal characteristics; Liu Jinghong and others [8] did fractal research about the process that rock materials' crack expand to rupture ,which revealed microscopic fracture mechanism of crack from start， expansion to perforation and also proved that crack propagation process inside the material owns fractal characteristics, it also proved that destruction and instability of rock fracture is closely related to the distribution, start, expansion and perforation of microcracks inside . A large number of studies showed that: The fractal dimension is a good parameter in expressing the complexity of rock structure, however previous studies focused more on the macroscopic fracture structure and less on calculating the fractal dimension of microscopic cracks.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 98%

Fractal characteristics of mudstone microscopic morphology in MATLAB environment

Huang¹,

Zhang²,

Lin³

et al. 2014

Proceedings of the Taishan Academic Forum - Project on Mine Disaster Prevention and Control

View full text Add to dashboard Cite

s ： By using the image processing and numerical functions of MATLAB, after the treatment of SEM image to mudstone specimen with threshold segmentation, filtering and other procedures, we can obtain binary image of mudstone; and determine the fractal dimension of the image by MATLAB program. The results showed that: MATLAB fractal image processing is simple and convenient, the computation of regular fractal dimension by using Koch curve showed that the calculating results in this way are accurate and reliable. The calculation of the mudstone fractal dimension showed that mudstone has different fractal dimension under different intensities. On the whole, the bigger the intensity, the smaller the fractal dimension.

show abstract

3d Fractal Dimension and Flow Properties in the Pore Structure of Geological Rocks

Cited by 30 publications

References 10 publications

Analisis Kompleksitas Struktur Pori Pada Sampel Digital Medium Berpori

Analisis Kompleksitas Struktur Pori Pada Sampel Digital Medium Berpori

Pengaruh Distribusi Ukuran Butiran Terhadap Kompleksitas Aliran Fluida Pada Model Batuan Berpori 3d

Fractal characteristics of mudstone microscopic morphology in MATLAB environment

Contact Info

Product

Resources

About