地質模擬的案例
ABAQUS在油氣開發工程地質力學模擬中地應力的理解
基于ABAQUS進行油氣開發工程地質力學模擬過程中輸入地應力這一初始條件是必不可少的，但要注意的是有關文獻所給出的地應力和我們要輸入的地應力是存在理解偏差的。
通常情況下，大多數文獻所給出的地應力為總應力（根據有效應力原理可知），而我們在ABAQUS軟件中所要輸入的時有效應力。這是由于我們再輸入材料屬性時沉積物密度要輸入干密度，而輸入地應力時要按照浮密度計算所決定的。
舉例說明：
上表中，儲層深度為1350m，孔隙壓力為12.8MPa，這里的垂向地應力為29MPa指的是總應力，在ABAQUS中輸入垂向地應力時要輸入29.0-12.8MPa=16.2MPa。最大水平主應力和最小水平主應力的輸入同垂向主應力。
本帖可能對于初學者理解文獻中所述地應力與實際輸入的地應力差異有一定幫助
展開 基于ABAQUS開展陸地和海洋油氣開采過程地質力學相關問題模擬時的區別 ￥2
基于ABAQUS有限元平臺進行陸地和海洋油氣開采相關地質力學模擬時的設置大同小異，但針對具體工況可能會存在一些差異。
最主要的區別在于：海洋油氣開發時泥線以上存在一定深度的海水，而陸地油氣開發時則地表以上沒有海水。本文就針對這種情況展開介紹。
海洋油氣開發井壁穩定模型
陸地油氣開發井壁穩定模型
本文針對這兩種情況下的載荷Load的情況進行介紹
地質統計模擬方法在巖土和采礦工程中的應用(sequential Gaussian simulation)
1 引言
為了強調巖土材料性質的隨機性和不確定性，各種地質統計模擬方法逐漸引入到巖土工程和采礦工程中，其中最流行的一種方法是順序高斯模擬法SGS(Sequential Gaussian Simulation)，例如(2013) Soil variability and its consequences in geotechnical engineering研究了土的變異性對巖土工程的影響；(2017) Modelling Geomechanical Heterogeneity of Rock Masses Using Direct and Indirect Geostatistical Conditional Simulation Methods研究了巖石的各向異性。本文非常簡要地回顧了SGS在巖土和采礦工程中的應用，這些文獻僅存在于目前的GeostechSet數據集中，外部的文獻沒有涉及。
2 邊坡穩定性
SGS的第一個應用領域是邊坡穩定性分析，參看今天發布的另一篇文章《巖土材料的空間變異性分析(Spatial Variability Analysis)》。
展開 粗糙裂隙的滲流模擬-基于地質統計學的建模-comsol模擬 ￥78
巖體裂隙滲流，考慮裂隙接觸（滲透率低）和非接觸（滲透率高）的影響，利用地質統計建模，反映裂隙表面的非均質性質，研究裂隙面可能存在的優勢通道。
綜合的地質、資源模擬、礦山規劃和生產軟件-Surpac 2020 塊體模擬(Block Modeling)
具體地，塊體模擬能夠進行以下工作：
(1) 計算調查區域范圍內的材料的體積和質量
(2) 根據國際標準創建任何地質對象的報告
(3) 生成體積塊狀模型并進行地質統計學分析
(4) 評估礦產資源
(5) 為監管報告和投資可行性決策提供依據
而對于采礦巖石力學工程師，最有興趣的是能夠把Surpac的塊體模擬輸出到數值模型，例如FLAC3D或SLIDE3等軟件進行穩定性分析。
塊體模擬的流程大致如下: Model Space > Blocks and Attributes > Constraints > Estimation
(1) 決定模型的原點，范圍；
(2) 產生一個空模型；
(3) 決定模型的初始屬性；
(4) 產生初始屬性域；
(5) 產生約束；
(6) 施加約束;
(7) 充填模型；
(8) 檢查結果。
展開 凌炫E3700單屏/E3900三屏移動便攜工作站，科學計算、數值模擬、氣象數據處理、地質勘探、石油天然氣、三維圖形設計、有限元分析、圖形渲染、4K/8K視頻制作、數據可視化、3D動畫、測繪影視制作、是
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露天礦三維邊坡極限平衡穩定性分析
2 模型
該露天礦邊坡高度340米，整體邊坡角為38°，使用Leapfrog【更新Leapfrog Geo---3D地質模擬(塊體模型)；塊體模型(Block Model)的產生、輸入和轉換】導入幾何模型，主要的材料有四種，如下圖所示。
這四種材料分別使用了四種不同的強度模型：
(1) Generalized Hoek-Brown;
(2) Mohr Coulomb;
(3) Anisotropic Strength;
(4) Generalized Anisotropic
3 3D分析
分析方法使用了Janbu Simplified和Spencer方法。Janbu Simplified給出了安全系數的下限值，Spencer方法同時考慮了力和力矩的平衡。為了尋找出最優的滑動面，滑動面使用橢球體(Ellipsoid)，搜索方法使用布谷鳥搜索方法【臨界滑動面的搜索算法---布谷鳥搜索(Cuckoo Search)】，同時啟用SAO優化。
結果顯示：Janbu Simplified方法得出的FOS=1.331; Spencer方法得出的FOS=1.37。
為了便于比較，使用截面創建器創建一個3D模型的2D斷面，然后進行二維極限平衡分析。結果顯示： Janbu Simplified方法得出的FOS=1.2，而Spencer方法得出的FOS=1.24。比較二維和三維結果可以發現三維的FOS高出二維約10%，這個現象在下面的模型試驗中進行了討論。
4 各向異性的影響
巖體的強度和變形行為在很大程度上取決于巖石的"完整 "強度和不連續面的強度，不連續面如節理、層面、葉脈等。
展開 [地下水] 談談Visual Modflow和Feflow的區別
在FEFLOW中，一個模擬問題全部保存在一個fem文件內，模擬結果也保存為一個文件（DAC文件）。
（9）在利用Visual Modflow模擬非穩定流問題時，模擬計算可以隨時停止、暫停，但若問題沒有模擬結束就無法顯示模擬結果。而在FEFLOW中，非穩定流模擬計算可以隨時暫停，以便用戶顯示和分析中間模擬結果，并且工作窗口可以實時顯示地下水非穩流場，溫度場及污染物遷移模擬結果。
以上是對兩軟件的一些比較，大家可以根據自己需要學習或者選用這兩款軟件，當然，還有其它類似的一些軟件，如Processing Modflow、GMS、Visual Groundwater等等。但是，需要注意的是，軟件只是我們解決模擬問題的工具而以，最重要的還是對基礎理論把握和對實際問題的正確認識，只有正確地認識和分析各類水文地質問題，才能做好水文地質模擬工作。
展開 USDFLD子程序在基于ABAQUS開展多孔介質（油氣工程為例）流-固耦合分析中的應用
儲層開發過程的材料參數會隨孔壓和有效應力等發生變化，儲層開發過程地質力學模擬就需要通過一定手段
實現物性參數的實時變化。
為此，本教程開發啦USDFLD子程序用于實現上述目的。
1、隨著油氣資源的開發，儲層等多孔介質應力和孔壓等會發生變化。同時，油氣儲層等多孔介質的屬性受多種因素影響，例如應力和孔隙壓力；
2、ABAQUS默認條件下，Property模塊只能設置恒定材料屬性，沒法反映儲層特性隨應力和孔壓等因素對材料屬性的影響；
3、USDFLD子程序是最常用的子程序，通過設置和編程可以實現對油氣開發過程中材料屬性的動態控制，進而更準確的模擬工程實際情況；
4、使用USDFLD子程序時，常規屬性（彈性模量等力學屬性）可以通過界面直接完成，而滲流參數（滲透系數和孔隙比）則需要修改INP文件或Keywords實現，本教程給出了實現方法；
5、通常，使用USDFLD開展有限元模擬時基本全是設置一個場變量，本教程給出了應力和孔壓同時（兩個場變量）影響儲層滲透率時的USDFLD設置方法；
6、本教程可以用于油氣開發過程，也可以用于涉及到多孔介質流固耦合分析的其他領域；
7、第一次錄制視頻教程，有瑕疵和紕漏，請大家提出講得不清楚的地方，或不理解的地方，以便在后續過程中更新教程.
感謝大家的支持！！
HTTP：USDFLD子程序在基于ABAQUS開展多孔介質（油氣工程為例）流-固耦合分析中的應用
展開 海洋風機基礎設計分析平臺
海上風機平臺作為一種能源勘探平臺，在實際建造之前需要模擬整個平臺的各種力學性能，包括靜力學分析、動力學分析、疲勞分析等。分析過程有助于模擬平臺在各種工況條件下的結構性能，并輔助設計的改進和驗證。
主要技術挑戰：
l 平臺類型較多，實際模型較為復雜；
l 邊界條件復雜，包括風載荷、波浪載荷、風機載荷等；
l 海底情況復雜，需要考慮地質因素；
解決方案：
l 用pipe單元模型模擬實際管道，簡化建模難度；
l 對各種類型的載荷進行分類梳理，視工況條件施加；
l 提供海況參數和地質參數模擬實際海洋環境；
l 為整套流程提供可視化界面，包括前處理、邊界條件施加、求解和后處理；
結論：
l 通過計算模板的形式整合整個計算流程，分析覆蓋靜力學、動力學、疲勞等；
l 平臺類型包括單樁、水下多樁、水上三樁、高樁承臺和導管架。
應用價值：
l 海上風機設計平臺模板為該種類型的平臺設計提供了仿真分析的整體流程，可視化界面操作方便，可直接生成分析報告，使專業的仿真分析更好地和設計相結合，服務于設計。
展開 馬爾可夫鏈(Markov chain)隨機產生新的文檔
(大型露天礦地質力學模擬中離散斷裂網絡模擬和快速的大規模試驗)
第一款96核4.8GHz--超頻工作站GR450P上市
§ 配備6個GPU卡(全部PCIe 5.0 x16接口)，最大GPU CUDA 6.4512萬核數（FP32 ：280Tflops）、Tensor Core 2016個核數（FP16 2184Tflops），完美的GPU超算架構
§ 配備基于PCIe 5.0總線的海量并行存儲（最大容量300TB），延遲低，支持最大15個并行讀，硬盤io性能大幅提升，性能和管理遠超傳統的DAS/NAS存儲系統
§ 不需要專門的機房，不占過多空間，維護成本極低
§ 不需要作業調度系統，管理難度大幅降低
§ 完全處于辦公環境（靜音級）、不在被噪音所困擾
配置規格
計算架構與技術優勢
? 擁有豐富的核數+大緩存+高帶寬，支持虛擬并行計算加速，比常規計算架構速度快3倍以上
? 完美異構超算架構(多核+高頻+多pcie 5.0 接口)，應用面更寬，計算性能到極致
? 應用更廣泛，滿足多核+高頻計算需求
? 高可靠、高穩定性，保證計算設備長期穩定運行
? 計算即巔峰
應用領域匯總
APP1 計算類
1) 數值模擬、數學建模
2) CAE仿真計算（結構仿真、多物理場耦合、電磁仿真）
3) 油藏模擬、地質建模、地震模擬
4) 天體物理模擬、核物理、粒子物理模擬、地球科學模擬
5) 天氣預測和氣象模型
6) 光學仿真、光子學仿真
7) 金融建模和風險分析、量化交易、高頻交易
8) 量子化學計算、分子動力學
9) 大數據分析、數據挖掘
APP2 數字內容創作類
1) 4K/8K影視后期（剪輯、特效、調色、渲染）
2) 3D建模及渲染
3) 視頻編解碼、音頻編輯
APP3 虛擬機類
§ 基于虛擬機（并行計算、圖形設計、圖像處理
展開 COMSOL案例，非均質儲層的地熱能群井抽采 ￥98
本人做的一個comsol案例，適用于做地熱能開采的同志們，模型為非均質模型，利用地質統計學模擬得到儲層的非均質性，加載到comsol中，表征滲透率的非均質性，有研究領域相似的小伙伴可拿去研究研究。
方案 | Hydraulic Fracturing Simulator 地下資源開采水力壓裂仿真解決
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。
3）流固耦合分析：基于ANSYS開發的各向異性滲流分析與雙向流固耦合技術，考慮滲流與裂隙擴展的交互影響，真實模擬水力壓裂過程。
4）optiSLang：Dynardo開發的多參數、多目標優化分析軟件，基于MOP技術提供了當今最高效的參數敏感性與優化分析功能，可以基于實測數據對數百個不確定性輸入參數進行快速反演分析，并對壓裂設計與產量進行優化。
展開 FLAC3D 三維邊坡穩定分析<轉自igeo.cn>
該系列軟件針對巖土體問題開發、但不限于巖土體問題；可以解決大變形、甚至幾何形態破壞問題；可以追蹤記錄破壞過程；多種巖土本構；地質結構面模擬；真時間歷程動力模擬；地下水模擬；內置外接程序語言滿足用戶特定要求。
視頻地址：http://www.cax.cn/Itasca/227.html
