水力
關注創建者：ziwen 創建時間：2021-04-01
水力的視頻教程
ABAQUS水力壓裂模擬專題-Cohesive單元和XFEM方法與技巧精講
案例2：三維水力壓裂模擬（Cohesive） 三維模型計算量較大，但可以模擬儲隔層壓裂過程中，水力裂縫限制在儲層中擴展的形態，當然，下圖中的裂縫形態主要受儲隔層的材料性質和地應力狀態影響；不合適的地層條件將導致水力裂縫竄層現象的發生。 案例3：水力裂縫與天然裂縫相交模擬 本例中采用Cohesive單元模擬水力裂縫交叉，并可通過該模型分析不同地應力情況下水力裂縫遇到天然裂縫后的擴展軌跡。
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電動汽車電子水泵水力設計仿真
整體流程覆蓋理論計算、軟件建模、流體域處理、多工具仿真校核，形成一套完整的電動汽車電子水泵水力開發方案，兼顧設計精度與工程實用性。
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管流單元與水力壓裂、限流法壓裂數值模擬
講述了管流單元與連接單元的基礎理論知識； 講述了如何將管流單元應用于水力壓裂數值模擬； 講述了將管流單元應用于水力壓裂的三種主要用途：添加水頭；直井單層水力壓裂；水平井分段多簇壓裂時裂縫的競爭起裂與延伸過程的模擬。 附件為課程操作步驟以及對應的inp文件（更新了inp文件并添加了直井段的案例）。 更新了二維模型的建立過程及案例。
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水力的實例教程
2.4熱力管網改造后水力失調
當分戶改造后，原來的暖氣片還是原來的配置，作為頂層熱用戶，除第一組暖氣片的進水溫度達到原設計要求外，其它各組暖氣片的進水溫度都低于原設計要求，即散熱量都低于原來的設計，所以造成了頂層用戶室內溫度不達標。
2.5一戶一環系統水力失調
新建筑多采用一戶一環的室內系統形式，這種形式產生水力失調的原因是相同的，在供熱的初、末寒期，由于供回水的溫差比較低，頂層用戶很少受溫差動力的影響，流量略低于底層用戶，當嚴寒期到來，供熱循環水的供回水溫差加大，頂層用戶由于溫差動力的影響，流量增加了，所以產生了供熱初、末寒期頂層不熱，供熱的嚴寒期頂層熱和供熱初、末寒期底層熱，供熱的嚴寒底層期不熱的現象。
熱力管網水利失調的解決措施
3.1熱力管網熱源系統水力失調的解決措施
熱源系統水力失調的解決應該從平衡鍋爐之間的阻力入手，應該以科學合理的計算來確定水力大小，在熱源系統的進出口安裝有調節功能的閥門，建立起控制和調節每臺鍋爐流量的控制系統，達到每臺鍋爐阻力和水力的平衡，以確保熱力管網熱源系統供熱效率和供熱安全。
3.2熱力管網單體建筑水力失調的解決措施
根據熱力管網維護和維修實際，一般對電梯建筑水力失調采用靜態節流裝置為主，在單體建筑末端安裝節流板、調節閥、控制閥，調整熱力管網中流量，實現水力的有效平衡。當前自動式流量控制器的出現為單體建筑間水平失調和水利失調提供了解決的新方向，其原理是通過對熱力管網壓力的感知來調整控制閥的大小，使熱力管網流量得到精確控制，不但具有良好的節能效果，而且也大大提升熱力管網的運行效率。
3.3熱力管網不同單元水利失調的解決措施
在每棟樓的入口處，安裝一個自立式流量控制閥，解決各個單體建筑間的水力失調，然后，在每個單元的立管上，安裝一個手動調節閥，不要裝蝶閥，它的調節性不好。
展開 水力壓裂是低滲油氣田、煤層氣、頁巖氣開發的核心增產技術，即利用注入地下井的高壓液體壓裂巖體形成連通的滲透裂隙網絡，使油氣能夠通暢流入井中。水力壓裂已經成為頁巖氣開發的革命性增產措施，而且在地熱能開發、煤礦瓦斯抽放等領域也發揮了很大的作用。
為了達到最佳的壓裂效果，需要對水力壓裂進行優化
，使得改造體達到最佳經濟產量的要求。目前的測量技術，如微地震監測，可以對水力壓裂的效果進行監測，但這僅僅是一種后處理過程，無法進行預測和優化，因此水力壓裂數值模擬是優選儲層改造措施和優化產量的基本手段。
德國Dynardo公司開發Hydraulic Fracturing
Simulator是目前唯一可以對三維節理巖體水力壓裂過程進行仿真模擬并計算改造體，從而對水力壓裂措施和儲層產量進行優化與預測的軟件技術。
Hydraulic Fracturing SImulator
唯一基于有限元的全三維水力壓裂模擬技術
Hydraulic Fracturing Simulator水力壓裂解決方案
Hydraulic Fracturing Simulator不僅可以對水力壓裂過程進行模擬，而且針對地質參數與工程參數的不確定性，基于現場測量數據對模型參數進行反演分析，從而保證輸入參數的有效性和輸出結果的準確性，確保模型可以用于產量預測與優化。
Hydraulic Fracturing Simulator解決方案集成了如下核心技術：
1）ANSYS：世界領先的三維有限元分析軟件，可真實模擬三維地質結構及其力學行為。
2）multiPLas：基于ANSYS開發的巖土非線性本構與算法庫，實現了復雜三維節理巖體的斷裂與擴展分析。
展開 針對上述客觀因素和工程現狀，項目部積極探索新型土方開挖方式以及土方綠色施工工藝，創新地將土方水力沖挖技術應用于房建工程，項目部通過深入調研和周密策劃，基于①適當減少機械開挖②合理利用船運技術兩點考慮：
（1）地理優勢：基坑棧橋板正對江邊運輸碼頭，有獨特的地理優勢。
（2）有效措施：現場噪音主要來自挖機及渣土車，揚塵主要來自土方運輸積土積灰處理不及時，可通過適當減少挖機、渣土車降低污染。
形成“機械開挖+水力沖挖”的創新方案，采用水力沖挖配合機械開挖的形式，實現了良好效益。
實施過程
進場前場地實景?
施工流程圖
一
土方分區及施工
表層為雜填土，以碎石、磚塊、塊石為主，由于水力沖挖無法完成雜填土石塊清運，采用單純機械開挖方式。下層以粉質粘土、砂土為主，土質較好，采用水力沖挖與機械開挖相結合。
項目地勘報告
除表層雜填土采用機械開挖以外，圓環外支撐區域采用水力沖挖，圓環內區域采用機械中心島式開挖，由外而內退挖，始終保持圓環土方機械開挖面高于撐下土方水力沖挖面1m，確保機械開挖與水力沖挖施工進度接近。機械開挖產生的土方采用自卸汽車通過棧橋板進行外運至46.4公里外東西湖。
表層土方開挖
陰影部分為水力沖挖區域，圓環內為機械開挖區域
二
管線及設備布設
由于項目與長江僅有一路之隔，整個沖挖工藝無論是抽水沖挖，還是排出泥漿均需均需穿越沿江大道，管線布設方案采用埋設地下管線。
展開 圖11
四、總結
基于COMSOL Mutiphysics，本文對程景萌等人于2017年所發表的文章《微流體內基于水力聚焦的單細胞流形成的仿真》[1]進行了基本復現，并根據參考文獻所給定的條件建立了三維水力聚焦模型，在三維水力聚焦模型中發現只有在鞘液入口方向上的顆粒能較好的完成聚焦；參考Yogesh M. Patel等人于2020年所發表的文章《An inexpensive microfluidic device for three-dimensional hydrodynamic focusing in imaging flow cytometry》[2]運用稀物質模塊，本文建立了一組三維的流動聚焦模型并給出了微流道出口處截面物質分布的情況，其中物質分布隨Qs/Qsh和D/d的變化規律與參考文獻中的規律基本一致；參考宋飛飛等人于2020年所發表的文章《基于逆流鞘液的微流控芯片設計及流場分析》[3]運用兩相流模塊建立了一組設有逆流鞘液的水力聚焦模型，逆流鞘液水力聚焦模型所反映的樣品液的聚焦規律與參考文中的規律基本一致。（如需獲取文中案例可添加本人QQ：2302260349）。
參考文獻
[1] [1] 程景萌,張思祥,李新冉等.微流體內基于水力聚焦的單細胞流形成的仿真[J].微納電子技術,2017,54(03):168-172+180.DOI:10.13250/j.cnki.wndz.2017.03.005.
展開 ABAQUS水力壓裂模擬|XFEM和Cohesive方法
by 星辰北極星
關鍵字：單縫、多縫、交叉縫、體積縫、轉向縫、縫間干擾、儲隔層
水力壓裂，對于石油工程的朋友并不陌生，它是石油開采和增產的重要手段；也廣泛應用于地熱開采、地基處理等領域。由于畢業于石油大學，所以有很多機會接觸這方面的問題，也關注著ABAQUS在壓裂領域的應用。這個專題將分享自己在水力壓裂仿真中的一些積累，希望大家喜歡。
【主要內容】
一、課程概述
二、仿真要點介紹
2.1 ABAQUS水力壓裂模擬常用仿真方法
2.2 地應力平衡分析（Geostatic）
2.3 滲流-位移耦合分析（Soils）
2.4 材料與單位制講解
2.5 特殊的輸出需求與定義
2.6 交叉裂縫處理
三、實例講解
3.1 基于Cohesive單元的二維水力壓裂模擬
3.2 基于Cohesive單元的三維水力壓裂模擬
3.3 水力裂縫與天然裂縫相交模擬-Cohesive單元法
3.4 裂縫發育地層的水力壓裂模擬-Cohesive單元法
3.5 基于XFEM的水力裂縫轉向模擬
3.6 基于XFEM的水平井多段壓裂裂縫的縫間干擾問題研究
視頻地址：https://i.xue.taobao.com/detail.htm?spm=a2174.7765247.0.0.OHNzvF&courseId=89321
【二維水力壓裂模擬（Cohesive）】
通過這個簡單的案例講述采用Cohesive單元模擬水力壓裂的基本技巧，讓大家掌握注液、停泵憋壓等基本設置，以及前后處理的一些技巧。
展開 
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水力的最新內容
OpenFlows HAMMER - 水力建模精通課程（AulaGEO）
2025年8月最新更新
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你將學到：
- 水力建模與瞬態分析核心原理
- OpenFlows HAMMER用戶界面操作與自定義設置
學習InfoWorks ICM：構建精準的一維/二維水力模型設計類 學習InfoWorks ICM：構建精準的一維/二維水力模型 發布年份：2026 視頻格式：MP4 | 視頻編碼h264，分辨率1920x1080 | 音頻編碼AAC，采樣率44.1KHz 語言：英語 | 時長：
一期一會 | 什么是電機？3個月前
其中，可再生能源發電是一個關鍵應用領域，例如風力機和水力發電。
能量通常是通過旋轉運動產生的。盡管可以采用線性運動，但設備會受到其尺寸的限制，而旋轉運動使運動部件可以無限地運動，不會受到限制。
發電機需要外部的機械能輸入才能運轉。一些常見的示例包括曲軸、可再生能源技術中的風力或水力，以及燃料燃燒和核反應堆產生的蒸汽。
一期一會 | 什么是電母線？4個月前
可再生能源系統
對于太陽能、風能、水力發電和其他可再生能源系統而言，效率至關重要。母線可提供一種高效、可靠和穩健的方法，用于在可再生能源應用使用的設備內傳輸和輸送電力，并具有更高的效率和靈活性。
工業機械
工業設備從母線配電板獲取電力，并在內部使用母線從電源饋線到通向系統內供電組件的饋線進行配電。
采用cohesive單元全局插入模擬裂縫擴展。儲層物性參數：彈性模量30GPa，泊松比0.25，流體比重980N/m^3，滲透系數1e-7m/s，孔隙比0.1。cohesive單元參數：彈性類型為面作用力，彈性模量30GPa，損傷準則采用最大正應力準則，抗拉強度為6MPa，抗壓和抗剪切強度為100MPa，損傷演化類型為位移，破壞位移為0.001mm，損傷穩定粘性系數為1e-5，液體泄漏頂部系數和底部系數為
(a) 模穴內液體(水)穿透情形 (b) 模內皮層比分布情形
挑戰
? 優化射出體積和水流掌控，降低水力損失
? 決定最佳成型制程，如短射法、滿射法或溢流區的設定
? 避免潛在缺陷問題，如縫合線、流痕、收縮或平坦度等
? 透過皮層厚度分布預測潛在轉角效應和吹穿問題
Moldex3D解決方案
? 可視化皮層厚度及核心掏空的比例分布
? 預測潛在缺陷問題，如縫合線、流痕、
圖9 模擬結果（~ 120 m3/s）
圖10 隧道上游流量曲線（~ 120 m3/s）
結構的水力應力
利用3D CFD模型可以仿真結果中提取許多與結構水力應力評估相關的參數，例如動水壓力、剪應力以及能量耗散等。
這些輸出結果有助于診斷現有結構的穩定性，并為可能的加固工程提供設計依據。
<jsk id="C_Play100081fcd66c71f093e56632b68f0102" videoid="100081fcd66c71f093e56632b68f0102" duration="5秒"><img src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png"></jsk></div><p>用cohesive單元法模擬三維水力壓裂過程
在儲能領域，為了盡快實現“碳中和”目標，越南政府加快對可再生能源的產業布局，國內風力發電、光伏發電、水力發電等的裝機容量增長迅速，也帶動了其國內儲能規模的擴大，預計2023年年底將達到200MWh，未來五年并將以10-15%增速發展。但由于越南儲能技術市場起步較晚，目前其本土的新能源電池生產產能很難滿足國內日益增長的消費需求，這也因此導致市場對進口的高度依賴，而中國為其主要進口來源地。
一期一會 | 什么是渦輪機？6個月前
水力渦輪機或液力渦輪機
水力渦輪機或液力渦輪機，是最古老的渦輪機械類型。其工作流體是水，而且水的能量來源是重力。當用于水壩發電時，水力發電渦輪機通常采用混合流設計，其直接連接到水壩底部的發電機。發電是水力渦輪機最常見的應用。
蒸汽渦輪機
全球大多數發電廠都使用蒸汽渦輪機發電。對水進行加熱，會導致相變，從而獲取大量能量。
