離散裂隙網(wǎng)絡(luò)
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離散裂隙網(wǎng)絡(luò)的視頻教程
Altair EDEM離散元仿真技術(shù)及工程應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)
Altair EDEM離散元仿真技術(shù)及工程應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)研討會(huì) 適用人群：重工、農(nóng)業(yè)機(jī)械、采礦、制藥、運(yùn)輸、高校等行業(yè)人員 Altair EDEM離散元仿真技術(shù)及工程應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)研討會(huì) 【已結(jié)束】 直播時(shí)間：2020-03-05 19:30 Altair EDEM采用先進(jìn)的離散單元法（DEM）建模技術(shù)，可以快速準(zhǔn)確地建立煤塊、礦石、土壤等各類固體散料的模型
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Altair EDEM?離散元仿真技術(shù)在越野車輛領(lǐng)域應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)
內(nèi)容大綱： 1）越野車行駛環(huán)境面臨挑戰(zhàn) 2）土壤環(huán)境仿真技術(shù)方法介紹 3）EDEM?仿真技術(shù)簡介 4）EDEM-MBD仿真方案介紹 5）應(yīng)用案例：輪式車輛、履帶車輛等
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離散裂隙網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例教程
該程序可實(shí)現(xiàn)構(gòu)建表征地下儲(chǔ)層的復(fù)雜離散裂隙網(wǎng)絡(luò)。每條裂隙可通過控制裂隙跡長，裂隙開度，裂隙方向三個(gè)參數(shù)改變單條裂隙幾何形貌。可通過分別控制三個(gè)參數(shù)的分布規(guī)律（均勻分布，正態(tài)分布，對(duì)數(shù)正態(tài)分布，指數(shù)分布等）及一定面積內(nèi)的裂隙密度來控制整個(gè)裂隙網(wǎng)絡(luò)的形貌。
生成的裂隙網(wǎng)絡(luò)可進(jìn)一步后處理導(dǎo)入有限元模擬軟件，如COMSOL進(jìn)行流體流動(dòng)及固體變形仿真模擬。
本案例基于構(gòu)建的離散裂隙網(wǎng)絡(luò)模型，在COMSOL中進(jìn)行了油氣在儲(chǔ)層裂隙及基質(zhì)中的滲流規(guī)律模擬分析。本案例可實(shí)現(xiàn)以下功能：
可靈活改變裂隙網(wǎng)絡(luò)幾何參數(shù)表征不同特性的儲(chǔ)層；
可進(jìn)行油，氣，水在地下裂隙及空隙中的流動(dòng)規(guī)律分析；
可對(duì)裂隙儲(chǔ)層的油氣抽采等工程進(jìn)行模擬仿真；
可在該案例上自主添加固體力學(xué)場和熱場進(jìn)行更復(fù)雜的分析；
使用 COMSOL Multiphysics 進(jìn)行仿真是因?yàn)樗哂凶吭降墓δ?
同時(shí)求解多物理場方程，實(shí)現(xiàn)直接耦合
將模型參數(shù)定義為其他場變量的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)間接耦合
明確表示離散的裂隙，并求解其中的物理過程(如裂隙流動(dòng)和裂隙變形)
下面，我們將闡述在 COMSOL Multiphysics 中建立裂隙介質(zhì)全耦合流體力學(xué)數(shù)值模型的步驟，并列舉一些仿真實(shí)例。
模擬步驟
在 COMSOL Multiphysics 中進(jìn)行數(shù)值仿真涉及 3 個(gè)主要步驟。
步驟1:生成模型幾何和網(wǎng)格
首先，可以使用 AutoCAD? 或 Rhinoceros? 等 CAD 軟件構(gòu)建幾何上表示為線/折線的離散裂隙網(wǎng)絡(luò)。然后將幾何數(shù)據(jù)導(dǎo)出為 DXF? 文件，這些文件可以直接導(dǎo)入 COMSOL Multiphysics。這一步驟也可以在 MATLAB? 中完成，按照規(guī)定的概率分布生成合成裂隙網(wǎng)絡(luò)，并將其導(dǎo)出到 DXF?。
提示：您還可以使用離散裂隙網(wǎng)絡(luò)插件直接在 COMSOL Multiphysics 內(nèi)部的現(xiàn)有幾何結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建隨機(jī)裂隙，如裂縫性儲(chǔ)層的 3D 示例模型所述。
導(dǎo)入幾何圖形后，我們使用三角形有限元的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（通過 Delaunay 細(xì)分）對(duì)域進(jìn)行離散化，其中天然裂隙由嵌入相鄰有限元之間的聯(lián)合單元表示（圖1）。
圖1。該模型采用三角形有限元的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格離散化，其中天然裂隙由嵌入相鄰有限元之間的聯(lián)合單元表示。
展開 我目前借助使用比較多的COMSOL with Matlab平臺(tái)，初步實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場中裂隙煤體中復(fù)雜裂縫擴(kuò)展的模擬。模型中很大的問題，也是收斂問題，主要的參數(shù)與方程來自與公開發(fā)表的文獻(xiàn)。該模型使用的主要方程是線彈性軟化損傷方程與裂隙本構(gòu)方程。水力裂縫與天然裂縫之間的相互作用，是模型的難點(diǎn)。comsol中的裂隙流模塊，可以實(shí)現(xiàn)裂隙中水流動(dòng)。在5.6之前的版本中，固體力學(xué)模塊中有彈性薄層接口，這個(gè)接口可以自定義裂隙的本構(gòu)方程。基于裂隙的本構(gòu)模型，可以獲得裂隙表面的法向應(yīng)力與剪切應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)裂隙的閉合與張開，具體方程可以參考Qinghua Lei在IJRMMS上發(fā)表的論文。使用零厚度的線段或者平面來代替裂隙，煤巖的損傷主要發(fā)生在基質(zhì)中，天然裂隙或其他節(jié)理不會(huì)出現(xiàn)損傷。使用矩形或者很薄的長方體表征裂隙，可以設(shè)置裂隙的強(qiáng)度參數(shù)和根據(jù)破壞準(zhǔn)則判斷破壞類型。不過，使用成百上千的矩形或者長方體的話，網(wǎng)格單元數(shù)量比較多，對(duì)計(jì)算機(jī)配置有較高的要求。COMSOL中比較容易生成離散裂隙網(wǎng)絡(luò)（DFN)，模型計(jì)算量會(huì)小一些。
下面幾幅圖是實(shí)驗(yàn)室、現(xiàn)場水力壓裂裂縫擴(kuò)展的效果展示圖。
Qinghua Lei的文獻(xiàn)題目：
Modelling fluid injection-induced fracture activation, damage growth, seismicity occurrence and connectivity change in naturally fractured rocks
展開 提供裂縫性油藏離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型COMSOL數(shù)值模擬案例，對(duì)比計(jì)算了有無加非達(dá)西的計(jì)算結(jié)果。通過案例可以掌握基于離散裂縫網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)裂縫井產(chǎn)能等相關(guān)模型的建立，包括氣體單項(xiàng)、油水兩項(xiàng)。具體案例和相關(guān)推導(dǎo)過程附后。
動(dòng)畫效果1.gif
離散裂隙網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
離散裂隙網(wǎng)絡(luò)的最新內(nèi)容
COMSOL中比較容易生成離散裂隙網(wǎng)絡(luò)（DFN)，模型計(jì)算量會(huì)小一些。
下面幾幅圖是實(shí)驗(yàn)室、現(xiàn)場水力壓裂裂縫擴(kuò)展的效果展示圖。
提示：您還可以使用離散裂隙網(wǎng)絡(luò)插件直接在 COMSOL Multiphysics 內(nèi)部的現(xiàn)有幾何結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建隨機(jī)裂隙，如裂縫性儲(chǔ)層的 3D 示例模型所述。
導(dǎo)入幾何圖形后，我們使用三角形有限元的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（通過 Delaunay 細(xì)分）對(duì)域進(jìn)行離散化，其中天然裂隙由嵌入相鄰有限元之間的聯(lián)合單元表示（圖1）。
圖1。
離散裂縫網(wǎng)絡(luò)中的單相流算例，歡迎交流！
1 引言
昨天晚上有位同學(xué)問了一個(gè)問題，如何實(shí)現(xiàn)在離散斷裂網(wǎng)絡(luò)DFN中計(jì)算RQD【Deere's RQD---現(xiàn)代巖體工程分類方法的基石 (Part II)】，他已經(jīng)給出了計(jì)算思路，如下圖所示：(1) 使用geometry生成鉆孔；(2)計(jì)算鉆孔與DFN之間的intersection；(3) 把鉆孔分為三個(gè)計(jì)算分區(qū)：端部1[fracture.intersect.end1]、中部和段部2[fracture.intersect.end2
1 引言
在《孤立的剛性塊體分析(block analyze-stability) (2)---Range Elements》中，使用block cut joint-set命令產(chǎn)生3組節(jié)理，進(jìn)行了單一塊體的穩(wěn)定性分析。真實(shí)的隧道分析可能存在多個(gè)分離的塊體(multiple blocks)，因此需要同時(shí)對(duì)多個(gè)這樣的塊體進(jìn)行穩(wěn)定性分析。首先使用離散斷裂網(wǎng)絡(luò)DFN技術(shù)產(chǎn)生斷裂，然后切割成塊體(
1 引言
相同的數(shù)據(jù)在二維模型中生成的DFN與在三維模型中生成的DFN結(jié)果是完全不一樣的。原因是
在二維空間內(nèi)，傾角fdip(fracture.dip)的范圍是在0到180°，而在三維空間內(nèi)fdip的角度是在0到90°；且在二維空間內(nèi)沒法表示傾向。3DEC提供了一個(gè)命令block to-udec，可以使用原點(diǎn)、法線或傾角和傾角方向指定一個(gè)平面，然后把這個(gè)平面導(dǎo)出到UDEC。顯然這種操作方法得出的
1 引言
相同的數(shù)據(jù)在二維模型中生成的DFN與在三維模型中生成的DFN結(jié)果是完全不一樣的。原因是
在二維空間內(nèi)，傾角fdip(fracture.dip)的范圍是在0到180°，而在三維空間內(nèi)fdip的角度是在0到90°；且在二維空間內(nèi)沒法表示傾向。3DEC提供了一個(gè)命令block to-udec，可以使用原點(diǎn)、法線或傾角和傾角方向指定一個(gè)平面，然后把這個(gè)平面導(dǎo)出到UDEC。顯然這種操作方法得出的
1 引言
最近15年來，離散斷裂網(wǎng)絡(luò)DFN在巖石工程中得到了逐漸的普及和應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域包括邊坡和地下開挖穩(wěn)定性分析，仿真巖石力學(xué)試驗(yàn)以獲得真實(shí)的巖體強(qiáng)度以及預(yù)測崩落采礦的巖石破碎性能等。本公眾號(hào)以前討論過大量DFN方面的研究，Top 15文章如下所示。
下面的試驗(yàn)與討論基于UDEC/3DEC 7.0。離散斷裂網(wǎng)絡(luò)模擬和操作可分為兩個(gè)層次：一個(gè)是DFN，DFN用在DFN水平上進(jìn)行操作
1 引言
在《Fracman讀取FLAC3D生成的離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(DFN)模型》中顯示了FLAC3D生成的DFN模型導(dǎo)入到Fracman的步驟。不過，對(duì)于大多數(shù)真實(shí)的研究項(xiàng)目，首先在Fracman中產(chǎn)生和細(xì)化DFN模型，然后把DFN模型導(dǎo)入到FLAC3D或3DEC，建立數(shù)值模型，這種轉(zhuǎn)換過程更有實(shí)際意義。不過建立DFN模型是一項(xiàng)非常麻煩的工作，需要反復(fù)調(diào)試，力求模擬的DFN與實(shí)測數(shù)值最大可能地接近
1 引言
離散斷裂網(wǎng)絡(luò)DFN方法能夠顯式地表示巖體結(jié)構(gòu)，采用鉆孔和測繪數(shù)據(jù)定義斷裂系統(tǒng)的幾何和空間屬性，構(gòu)建出一個(gè)有效的三維離散斷裂網(wǎng)絡(luò)。FLAC3D，作為全球最流行的巖土工程數(shù)值模擬軟件，從版本5.0開始引進(jìn)離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(DFN)[P5]: FLAC3D中的DFN)，并且在此基礎(chǔ)上成功地建立了合成巖體(離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(DFN)[P4]: 創(chuàng)建一個(gè)合成巖體SRM)。FracMan
