裂隙介质全耦耦流体力学建模

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经过清华雷

客人
2021年7月1日

今天,特殊博客梦华博士和我们一并讨论种新的模拟裂隙介质中全耦流体力学传播的方法。

了解裂隙地质介质中间繁体变形流与体移动之间的综合关节,对于解决地球科学和岩土工程中的更多的多多核心问题,例如地下挖掘,油气开着,碳封存,地址生产和毒物制剂,具有重要的意义。本文描述了一种基因C188金宝搏优惠OMSOLMultiPhysics®软件的裂隙介质中间全流体现力学平面的新方法。

适用于使用C188金宝搏优惠OMSOL Multiphysics®进行繁体力学建模?

一道来说,模拟裂隙介质中的综合流体力学传播现出。一旦是大量的天气裂隙的地震介质的的不统计,这些裂隙普遍在乐大的不起作用,并经常主导系统的繁体行为(参考文献2)。另一叶是血体力学结合机械的计算,包括包括含量(即即体和血型之间的相互作用)和间度含有(即岩石/裂隙性质)。

在过去的几年中,已经开发了大量旨然而,其中大多数必须使使计算计算流流计算计算流计算计算计算计算流の流来实现融合,这既不方便也不高。户外,大多数没有代码代码法真正时捕获直接和间隙耦合,因此通义必须简简简化

使用C188金宝搏优惠OMSOL Multiphysics是因为它具有良的功能:

  1. 荷时毛多物理方法,实现实现综合
  2. 将模型模型数定义为其他场载荷数,实现间接合并
  3. 明显表示离散的裂隙,并求解其中的物理编程(如如其中的物理(如如流其)

下载,我们将阐述在C188金宝搏优惠omsol Multiphysics中建立裂隙介质全耦流体力学数码步骤,并给出一些仿。

建模程程

在C188金宝搏优惠omsol Multiphysics中间行系数仿真三个主要步骤。

步骤1:生成模型几何和网格

首先,可以使用AutoCAD®或rhinoceros®等cad软件构建几何几何表示为线/驾驶数码为DXF™文库,这些文件可直接导入COMSOL Multiphysics。188金宝搏优惠®中成成,以按照规定的概率分布生成合成裂隙网站,并将其导出到dxf™。

188金宝搏优惠裂缝性储层的3D示例模型所述

导入几何图片后,我们实用三重有限性的非非化网格(通讯delaunay细分)对域对域行锰化,梦中天然气裂隙嵌入股份股份 - 中间天然裂隙由股份股份

繁体力学模型的锰化物网格,其中标记了天使裂缝,岩石基因,监理元素,元素节点和三重有限元
图1.该该采用三处有限且有限性的非锰矿网格化,梦中天空然由嵌入股份材。

第二步:模型设置并定义材料,耦合数和边界

我们使用C188金宝搏优惠omsol Multiphysics中的繁体力学达西定律接口对裂隙介质中的繁体力学传播行为了了。我们激活多重弹性接口以实现固体和体方程程之间的直接合。我们定义了岩石基于和裂隙的材料特征和本地行程。一流岩石/裂隙特征,例如孔隙率,储水和渗透率,被定义为局部力/〖litth〗。

第三步:解的计算

我们在两个连续的阶段运行。在第一,在给定的原位应力和致力条件达达初始平衡(通过斜坡加入)。然后,在第二阶段,我们模拟系统流体注入或地下开挖工程术响应。

仿真实例

示例1:裂隙岩石中的繁体注入

我们使用应该模型来模拟流体注入影响的繁体力学行为(参考文献1)。该模型可以真实地捕捉裂隙孔介质中的压力扩散,完整岩石中由脆性和疲劳引起裂隙裂隙结构对对对对对对对对对(图2)裂隙岩石中损伤,应力和压力场的详细演变,并进一步研研弹性弹性驱对对对驱对(图3)。根据根据结果,我们还可以由完整破坏和/或天使裂隙摩擦裂隙摩擦动词的批发地震活动词的时机(图4)。

图2注液程程中裂隙岩石的压气演演与损伤扩展。

一个3×3的图片网,显示了破裂岩石局部区域的顶行,中行力比和行行程压力
图3查看(a)损伤的分布情况;(b)应力比(即即最大力力与局部小主应力的比值);(c)裂隙岩石裂隙岩石区域的繁体态力(通过高度度达式显示)。

一个2×4的图片格,显示了不再时间戳下裂隙岩中批发地震事件的空间分布和氧化
图4低,高裂隙密度分离为0.5和1.5的裂隙岩石中批发地区事件的空间分布和演演。

示例2:裂隙岩石的地下开

该该也可用模拟中断挖引起的血液移动以及由此此此瞬态瞬态体力学行为(参考文献4.)。我们捕获捕获了由于(时间T.= 0-0.1小时)和随后的水水(时间T.= 0.1〜20 h)过程导致的显着的压力含量和扩散以及以及力致致病和损伤以及(图5)-挖和水水钻程度〖nughton〗。开发和水水钻程度批发和天然气的摩擦动感相关的地位震(图6)。

图5裂隙岩石在开挖程朝中开挖后的压力,应力和损伤致。

一个2×2的图片网格显示了断裂岩石中间地震事件的空间分布,左边的图形显示了挖掘程中的岩石,右边的图形显示了水流程中的岩石
图6在开始(左图)和水水(附图)阶段,具体不断生物学阶跃数α的地区的地带运动的空间分布。

除了上游的繁体力学模型外,我们还开发了一个完全耦热流体力学模型来模拟地热储层在长地水循环和产科进程中的性能(参考文献3.)。

参考文献

  1. Q. Lei等,“模拟液体注射诱导的骨折活化,损伤生长,地震性发生和自然裂缝岩石的连接变化”,国际岩石力学与矿业科学杂志, 不。138,卷。104598,2021。
  2. Q. Lei等人,“使用离散的骨折网络来建模耦合的骨质岩石的耦合地质力学和水文行为”,电脑和岩土科, 不。85,pp。151-176,2017。
  3. Z. Sun等人,“热扰动和原位应力对骨折地热储层热传递的综合影响”,岩石力学与岩石工程, 不。54,pp。2165-2181,2021。
  4. C. Zhao等,“水力机械耦合在挖掘诱导的损伤传播中的作用,骨折岩石中的裂缝变形和微震性演化”,工程地质学, 不。289,卷。106169,2021。

关键作者

赵华博士,讲师,瑞士ethzürich地区科学系高度科学家。他别拥有中国同济大学土木工学院学习(2009年)和学院(2012年),以及英国国理工工学院力学博客学院(2016年)。雷博梦是国内岩石力学和岩石工程学会(ISRM)的rocha奖章,以及ngw cook博客论文奖和美国武力学博会(ARMA)的岩石力学研究奖博士的获得者。综合编程,断裂断裂,多重,地址,诱发射地图驾驶和边坡稳定性。他是 - 水力 - 机械 - 机械 - 化学编程isrm作者的秘书道,arma未来妇女,arama地下储存和利用技术委员会的创始成。

Autodesk,Autodesk徽标,AutoCAD和DXF是Autodesk,Inc。和/ /或其附属公司和/ /或或附属公司在美国和/ /或其他司注册商标。

Rhinoceros是TLM,Inc。的注册商品.DBA Robert McNeel&Associates公司。

Matlab是Mathworks,Inc。的注册商标。


评论(21)

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小卒
小卒
2021-09-28

可以详细介绍一下,建模和物理过程么?或者分享一下案例,感谢

郝黄
郝黄
2021-10-08 188金宝搏优惠COMSOL员工

本博客暂时还没有关案例,可以参考网其他案例:
http://cn.188金宝搏优惠comsol.com/model/discrete-fracture-691
http://cn.188金宝搏优惠comsol.com/model/flow-in-a-dractured-reservoir-90421.

同学徐
同学徐
2021-09-29



同学徐
同学徐
2021-10-05



郝黄
郝黄
2021-10-08 188金宝搏优惠COMSOL员工

您好,几何构建过程如的“建模过程”步骤1所述,需要在几何上将损伤损伤为参考案例案例参考案例:
http://cn.188金宝搏优惠comsol.com/model/discrete-fracture-691
http://cn.188金宝搏优惠comsol.com/model/flow-in-a-dractured-reservoir-90421.

年度
年度
2021-10-20.

雷雷,您好,请问在繁体力学接口您是如何实现对裂隙进进行的?感谢!

郝黄
郝黄
2021-11-09. 188金宝搏优惠COMSOL员工

您好,“多重弹性”接口可致血型力学和体方程方向的直接合,您可在体内力学接口设置感兴趣的内容。

范黄
范黄
2021-11-02

雷老师您好,想请问您是怎么​​在相邻单位之间嵌入结合单位的谢谢!

郝黄
郝黄
2021-11-09. 188金宝搏优惠COMSOL员工

您好,可以是对裂隙几何行行正式的网格分数。

范黄
范黄
2021-11-15

您好,是在几何几何阶段不到,是一个个个宽度小于长度的矩阵域么

郝黄
郝黄
2021-11-22 188金宝搏优惠COMSOL员工

在裂隙边界条件情况下,“综合单位”可理解为边界(边界方程)。

SJ M.
SJ M.
2021-12-16

相邻单元之间如何嵌入合成单位

静琪贾
静琪贾
2022-01-25

您好,是裂隙几何网格破分生成的自己三角网格就是已经嵌入综合单位了吗

玉嘉杰
玉嘉杰
2021-11-29

老师,请问一下这个模型在当时分享到详细的建模和用物料

Qihang Lin.
Qihang Lin.
2021-11-30. 188金宝搏优惠COMSOL员工

您好,该博客为用途经验分享,再之迹的培训中间不会看到模型官方向期介绍岩土188金宝搏优惠相岩土岩土岩土岩土岩土研讨研讨研讨举办关键词,建议建议关键词网相关信息:http://cn.188金宝搏优惠comsol.com/Events.
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树兴穆
树兴穆
2021-12-03

请问流体源项的单位kg /(m3.s),怎么解释呢,和卷m3 / s怎么联系呢

瑜鲸
瑜鲸
2021-12-08

可以分享一下案例?谢谢

郝黄
郝黄
2021-12-10 188金宝搏优惠COMSOL员工

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岳莉
岳莉
2021-12-28

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小雪江
小雪江
2022-04-08

您好,三维那个手机断裂的方便的方向的提到可分享一下吗?

健身李
健身李
2022-04-13 188金宝搏优惠COMSOL员工

在软件中提供,开发工具 - 插件库。

浏览c188金宝搏优惠omsol博客