biot固結的案例
ANSYS基于Biot固結理論流固耦合及其應用
ANSYS基于Biot固結理論流固耦合及其應用
ANSYS基于Biot固結理論流固耦合模型及應用.pdf
ANSYS基于Biot固結理論流固耦合模型及應用.pdf
SciFEA 屬于中國人自己的有限元軟件
已有模塊：
彈性力學包（二維彈性平面應力，二維彈性平面應變，二維彈性軸對稱，三維彈性空間問題，二維正交各向異性，三維正交個向異性）
塑性力學包（二維塑性平面應力，二維塑性平面應變，三維塑性軸對稱，三維塑性空間問題，）
結構力學包（二維桁架，三維桁架，二維剛架，三維剛架，二維板殼，三維板殼）
粘彈性力學包（二維MAXWELL，三維MAXWELL，二維kelvin，三維kelvin，二維標準線性固體，三維標準線性固體）
傳熱包（二維穩態傳熱，三維穩態傳熱，軸對稱穩態傳熱，二維瞬態傳熱，三維瞬態傳熱，軸對稱瞬態傳熱）
滲流包（二維穩態滲流，三維穩態滲流，二維無壓滲流，三維無壓滲流）
電磁包（二維穩態電場，三維穩態電場，二維穩態磁場，三維穩態磁場）
土力學包（二維biot固結，三維biot固結，二維duncan，三維duncan）
熱固耦合包（二維熱彈性，三維熱彈性，二維瞬態熱彈性，三維瞬態熱彈性）
展開 多孔結構的數值仿真分析
我們可以借助 Biot 理論來探索多孔彈性涉及的物理場，Biot 理論由以下兩種主要物理定律組成：
線性彈性方程描述了多孔基體
Darcy 定律描述了穿過基體的流體流動
“地下水流模塊”中的多孔彈性耦合涵蓋了 Darcy 定律和固體力學的數值耦合。有助于評估流體流動和孔隙壓力變化導致多孔介質變形的機理。讓我們看看在 COMSOL Multiphysics 中的兩個多孔彈性研究實例。
儲層中的變形
我們經常需要將儲層內的流體泵出，以獲取其內部的有用流體，例如石油或水。泵出流體時會導致孔隙壓力降低，進而造成周圍沉積物下沉。這一過程引發了儲層內的豎直固結和橫向拉伸。
在 Biot 固結教學模型中，我們分析了一個儲層區域中的流體和固體行為，該儲層的結構是在不可滲透的基巖層上有三層沉積層。在我們的模型中，上面兩層的厚度相同；底層最深，位于中心線處；基巖層為斷層，并形成一個“臺階”。
儲油層的幾何。
利用多孔彈性接口，我們可以對油藏中的液體流動和固體變形進行雙向耦合分析。仿真開始于流體從中心線被泵出，從左側流向右側。泵出過程導致油藏中的流體從臺階處被不斷抽出。通過仿真結果，我們可以觀察到兩年、五年、十年之后的各層中的變化及變形。
儲層兩年（左圖）、五年（中圖）、十年（右圖）后產生的變形。
上圖顯示了儲層中的層狀結構通過橫向移動來補償流體泵出過程中的壓力變化，這一過程最終導致了構造逐漸變形。
能量樁的性能
傳熱是在研究多孔材料中的流體流動和結構力學時需要考慮的另一種常見物理現象。能量樁是位于建筑物地基內的換熱器，用于高效加熱和冷卻。能量樁的應用正是多孔基體問題的示例。
基本能量樁的幾何。圖像作者為 E. Holzbecher，摘自他在 COMSOL 年會上的投稿論文。
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