裂隙介質的案例
COMSOL孔隙-單裂隙介質注漿擴散模型 ￥40
<ul><li class="ql-align-justify">研究目的：利用COMSOL Multiphysics 軟件建立了受注礫巖層的孔隙－單裂隙介質數值模型，分析了帷幕墻的注漿效果。</li><li class="ql-align-justify">模型簡介：將注漿層位礫巖含水層視為孔隙－單裂隙介質，建立40 m×30 m 的孔隙－單裂隙介質數值模型，布置1 個注漿孔和一條單裂隙。單裂隙長度為20 m，裂隙開度為5 mm，注漿孔孔口設置為定壓力邊界，注漿孔直徑為152 mm。模型上下邊界為無流動邊界，左右邊界為定水頭邊界。</li><li class="ql-align-justify">計算參數：孔隙介質的滲透率為k = 4. 071 ×10E-12m2。礫巖物理力學性質測試實驗中得到其孔隙率為18. 5%，故數值模型中取孔隙介質的孔隙率為15%。按照現場注漿壓力的范圍，數值模型中的注漿壓力p 分別取5MPa，根據注漿層位礫巖含水層的埋深情況，模型的靜水壓力p0取2. 0 MPa。
展開 Comsol-裂隙多孔介質流固耦合-損傷模型 ￥650
針對裂隙多孔介質流體注入引起天然裂隙的激活，巖石產生新損傷形成水力裂縫，本案例建立了裂隙多孔介質流固耦合-損傷模型，實現如下功能：
（1）采用comsol with matlab建立隨機天然裂隙網絡幾何模型；
（2）針對天然裂隙，建立裂隙模型，考慮其變形過程對裂縫寬度和滲透率的影響，可得到裂隙寬度分布；
（3）考慮損傷演化過程和流固耦合作用，巖石孔隙度和滲透率隨著損傷和應力大小變化；
（4）可用于分析水力裂隙擴展以及壓后滲透率改變等。
部分結果圖：
幾何模型
Mises stress分布
Pressure分布
Damage分布
Fracture width分布
參考文獻：
Qinghua Lei. Modelling fluid injection-induced fracture activation, damage growth, seismicity occurrence and connectivity change in naturally fractured rocks. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 138 (2021) 104598.
展開 comsol模型-裂隙多孔介質流固耦合-損傷模型（lei qinghua) ￥360
裂隙多孔介質流固耦合-損傷模型
comsol-水力壓裂巖石損傷耦合模型 ，含裂縫制作代碼matlab。
comsol HM耦合模型 損傷模型 裂隙多孔介質注入流體引起天然裂隙，巖石產生新損傷的數值模擬，內含MATLAB 網裂縫函數及comsol模型。
裂隙中的流固耦合仿真方法
今天，來自蘇黎世聯邦理工學院的特邀博主雷清華博士將與我們一起討論一種新的模擬裂隙介質中全耦合流體力學過程的方法。
理解裂隙地質介質中固體變形與流體流動之間的相互作用，對于解決地球科學和巖土工程中的許多核心問題，例如地下挖掘、油氣開采、碳封存、地熱生產和廢物處理，具有重要的意義。本文描述了一種使用COMSOL Multiphysics? 軟件模擬裂隙介質中全耦合流體力學過程的新方法。
為什么使用 COMSOL Multiphysics? 進行流體力學仿真?
一般來說，模擬裂隙介質中的耦合流體力學過程存在兩個主要挑戰。一個是內含大量的天然裂隙的地質介質的不連續性的表征，這些裂隙普遍存在許多不同的長度尺度，并經常主導系統的整體行為（參考文獻 2）。另一個是流體力學耦合機理的計算，包括直接耦合（即固體和流體場之間的相互作用）和間接耦合（即巖石/裂隙性質的改變）。
在過去的幾年中，科研人員已經開發了大量旨在應對這些挑戰的商業軟件包和開源研究代碼。然而，其中大多數必須使用不同的求解器來計算流體和固體方程，因此必須通過額外的處理步驟來實現耦合，既不方便也不高效。此外，大多數現有代碼無法真正同時表征直接耦合和間接耦合，因此通常必須進行假設或簡化。
展開 
多孔介質中的裂隙流數值仿真
本篇案例展示了多孔介質的中裂隙流仿真過程，此案例適用于對污染物（包括放射性材料）在地下的流動和傳遞感興趣的用戶，還適用于石油公司，這些公司往往需要研究通過裂隙流入油井的快速流動和通過巖石或土壤中顆粒之間小孔隙流入油井的緩慢流動。模擬結果展示如下：
感興趣的朋友可加我交流模型。Q：172497934，群1:743937736，群2：858277810。
comsol巖土凍土裂隙滲流多孔介質培訓
第一講：Comsol簡介與基本操作
lComsol在巖土工程中的應用 幾何模型構建
l從CAD導入幾何模型網格劃分后處理技術簡介
lComsol與Abaqus的比較
l第二講：邊坡在自重力作用下的變形
第三講：Comsol中邊坡自重力平衡技術
第四講：基于強度折減法的邊坡穩定性計算
第五講：降雨條件下邊坡滲流穩定性
第六講：庫水位升降條件下土石壩滲流穩定性
第七講：基于Comsol的邊坡雙重介質（孔隙+裂隙）滲流
第八講：凍融條件下土柱熱-水-力多場耦合模型
第九講：其它工程案例講解解疑拓展（培訓完長期解疑答惑）
第十講：學員可帶自己案例模型讓老師指導解疑
如果您在用（PFC.FLAC,ABAQUS,等巖土工程仿真軟件）請報名參加培訓
培訓福利：
有長期微信解疑群，幫助學員指導解疑，直到問題解決，這次參加完培訓可以免費參加下次培訓，
培訓資料為紙質版和PPT,還有案例模型都將提供給學員
優惠名額僅前15名；24個小時培訓時長培訓內容的深度層層遞進，從初學入門到理解掌握，再到精通老手，玩轉Comsol，達到無師自通的地步，不僅學會Comsol軟件操作，還能理解巖土多物理場耦合理論及其在Comsol中的實現，甚至能夠通過所學進行類似工程問題的應用研究，以及從事更深入的科研理論研究
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展開 COMSOL裂隙流
裂隙介質的流動特性與均質介質顯著不同，裂隙的分布、連通性和幾何形態對流體流動有著決定性的影響。本案例介紹在COMSOL內建立復雜的圓片裂隙網絡模型，并模擬流體穿過裂隙時的流體流動行為。
圓片狀裂隙模型可采用CAD纖維密堆積3D插件建立，模型的參數設置如圖所示。
在AutoCAD內將生成的裂隙聚積模型導出為sat格式文件后，再將模型導入到COMSOL內，即可完成初始裂隙模型的建模
。
對模型設置材料并劃分網格。
進行三維滲流模擬，選擇層流穩態，將模型左側設置入口，右側設置出口，提交分析并完成模擬。
本案例中對模型的設定是流體不能穿過模型內的圓片結構，如模擬土層內的圓片顆粒夾雜對滲流的影響等。模型采用了圓片堆積算法，能更好的擬合實際工程中圓片狀顆粒在重力下的堆積工程場景。
展開 不同雙重介質幾何模型構建對煤體甲烷壓力、變形的影響
常見的煤體模型為雙重孔隙—裂隙介質，在假設過程中，基質系統與裂隙系統的幾何模型重合，即基質與裂隙共用一個幾何模型。本案列嘗試將基質與裂隙分開(模型1），并與基質、裂隙重合時的模型(模型2）進行比較。
圖1 模型1的甲烷壓力、位移、應力、應變分布云圖
圖2 模型2的甲烷壓力、應力、應變分布云圖
圖3 模型1、2AB兩點甲烷壓力變化
圖1、圖2中可以看到，模型1、2的分布云圖存在很大的差異性，這主要與模型的構建不同有關。模型1中靠近注氣孔的裂隙中甲烷壓力首先增大，然后向周圍的裂隙以及基質滲流，直到滲流到整個基質、裂隙中。而模型2中靠近注氣孔的基質、裂隙中甲烷均增大，且裂隙中甲烷壓力增加的速度快，這與基質、裂隙中滲透率不同有關。模型2中基質與裂隙在模型任意位置靠著質量交換維持著聯系，交換速率與兩者的壓差有關，即壓差越大，交換速率越大。模型1基質與裂隙的質量交換只存在基質與裂隙接觸邊界處，相當于滲透率不同的兩個多孔介質串聯在一起。基質、裂隙組合構建不同對甲烷流動、煤體變形產生影響，模型1的甲烷壓力首先在裂隙中滲流，然后逐漸向基質滲流，根據基質、裂隙滲透率的不同，甲烷壓力變化如圖1。AB兩點甲烷壓力變化如圖3所示，其分布趨勢滿足上述分析。模型1、2的位移變形情況，也隨著甲烷壓力分布不同存在差別。以有效應力分析為例：模型1的有效應力在注氣孔邊界存在應力集中，但集中點僅限于部分，基質右下角的應力大于周圍的應力，逐漸向右上變轉移，最后各個位置應力保持一致。模型2的注氣孔附近應力均大于周圍應力，其與模型1存在明顯差異，這就與甲烷壓力分布有很大關系。
從上述模型比較分析來看，基質、裂隙不同的構建方式影響甲烷壓力分布，進而影響煤體變形。一般情況下，大尺度煤層抽采瓦斯過程，采用的是模型2。
展開 教程(二）COMSOL中實現流固耦合理論介紹
太沙基的有效應力方程是針對單孔隙提出的，而對于像煤層這些雙重孔隙/裂隙介質的多孔介質而言，需要作出一些修正，如式(4)。式(4)中考慮了基質中孔壓與裂隙中孔壓對有效應力的影響。對于流固耦合問題，便是討論有效應力下的變形控制方程，這樣便考慮到孔壓對固體變形的影響。將式(3)帶入到式(2)得到，得到考慮流固耦合的張量形式，如式(5)。
式(5)考慮了孔壓對有效應力影響，還可以考慮其他應力對有效應力影響如溫度引起的熱應力、煤體基質變形引起的應力等。對于多孔介質中流體的流動方程，一般采用達西流動，非飽和流動的理查茲方程，其中達西流動較為簡單，一般適用于低速線性流動，如式(6)。固體中的滲透率一般與應力或者應變有關系，此時固體變形將會通過影響孔隙率和滲透率，進而影響流體的流動，流體的流動又導致孔壓發生變化，影響固體的有效應力，達到流體和固體之間的雙向耦合。
COMSOL中如何實現流固耦合?按照前文推導的公式，選用“固體力學”模塊與“達西定律”模塊。固體力學模塊中線彈性材料中的控制方程便是式(2)，還需要添加一項代表孔壓的影響。從式(5)分析可以看到，把孔壓項當做體載荷，輸入到COMSOL中。Fi為重力引起的體載荷，在需要考慮重力項時，可以把重力項加入到體載荷中，不需要考慮時，即可忽略Fi此項。圖1為體積力設置項，選擇體載荷。圖2是體載荷設置，選擇“單位體積的力”，在x,y欄分別輸入alpha1*dl.px1與alpha1*dl.px2。dl.px1、dl.px2表示壓力在x、y方向的梯度，即壓力p對x或y求偏導。設置好體載荷后，然后設置邊界載荷和邊界條件，這樣固體變形控制方程就在COMSOL設置好了。
圖1 COMSOL中體載荷與重力欄
圖2 體載荷設置
對于達西定律，此物理場設置較為簡單。按照流體和基本屬性的欄順序，依次輸入。
展開 不同載荷條件下煤與瓦斯氣固耦合模型及其滲透率演化
此模型，采用(1)雙重孔隙-裂隙介質模型；(2)僅考慮裂隙滲流。在(1)中雙重介質模型中，采用改進的Zhang的滲透率模型以及PM模型,在Zhang的模型，分為(a)考慮基質變形和孔壓變化；(b)僅考慮孔壓變化。在(2)中采用PM滲透率模型。
雙重介質模型中改進的PM滲透率模型
雙重介質模型中改進的ZHANG的滲透率模型
單軸壓縮情況下各滲透率演化
ZHANG的滲透率模型考慮煤層變形對有效應力、滲透率的影響，而PM模型未考慮煤層變形對滲透壓率影響。鉆孔附近的煤層變形較大，導致鉆孔附近的煤體滲透率比值增大的幅度更大。未考慮基質變形的ZHANG的模型，滲透率演化的趨勢和考慮基質變形的演化趨勢相反，可以看到基質變形對滲透率的影響較大。
考慮基質變時的體應變
未考慮基質變時的體應變
從煤體變形的體應變可以看出，考慮基質變形時的體應變小于未考慮基質變形時的體應變，可能與煤基質收縮有關系。同時，考慮基質變形時在鉆孔附近的y方向的位移大于周圍的位移，這個區域收到煤基質影響范圍更大。
單軸壓縮瓦斯壓力變化
單軸壓縮瓦斯壓力變化顯示，考慮基質收縮時的滲透率瓦斯壓力下降幅度最大，僅考慮裂隙滲流瓦斯壓力下降幅度最小，其與煤層滲透率演化有關系。
但是僅考慮裂隙單孔滲流的瓦斯抽采量在前期確實最大的，其與是否考慮基質中瓦斯擴散有關系。
非單軸壓縮情況下各滲透率演化
非單軸壓縮情況下，ZHANG的模型滲透率影響在煤層左右邊界附近的滲透率和單軸壓縮有所不同，其主要原因在于煤層變形的影響。而在煤層右邊界的兩個ZHANG的邊界條件相同時，滲透率變化也是相同的。PM模型的在不同條件下，其滲透率變化結果是相同的。
展開 煤與瓦斯氣固耦合模型 ￥200
立足于消除煤層滲透及擴散特性對于煤與瓦斯氣固耦合模型的干擾，在分析首采煤層所處應力狀態特點的基礎上，建立更符合煤體的孔隙裂隙二重介質特性的修正的P-M滲透率模型，提出考慮解吸–擴散效應及Klinkenberg效應的煤與瓦斯氣固耦合模型，詳細闡述多物理場之間的耦合作用關系。應用該模型模擬分析深部首采層順層鉆孔預抽消突過程中煤層瓦斯壓力及滲透率的演化規律。
參考文獻：劉清泉,程遠平,李偉等.深部低透氣性首采層煤與瓦斯氣固耦合模型[J].巖石力學與工程學報,2015,34(S1):2749-2758.
深部低透氣性首采層煤與瓦斯氣固耦合模型_劉清泉.pdf
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堤防大壩設計，七大要點！
巖體的滲流問題，實質上是通過裂隙介質的水的流動問題，要正確計算上述三項指標是比較困難的，只能作近似計算。對于某些松散的巖體，以及節理裂隙發育且無規律的巖體，也可視為多孔介質進行計算。
對于十分重要或地質條件復雜的水利水電樞紐，宜選取足夠大的滲流域，進行樞紐壩區的三維滲流計算，確保滿足上述三項指標。
對土石壩，還應確定浸潤線的位置。
五、沉降計算
土石壩設計時要確定壩體和壩基在自重作用下的沉降量與時間的關系及完工后的總沉降量。據此計算竣工后為抵消沉降而預留的壩頂超填，預測不均勻沉降量，判斷壩體產生裂縫的可能性和預防措施。常用分層總和法計算，即把壩體壩基分為若干層，根據壩體和壩基土的壓縮曲線計算時刻t各層中心所受豎向總應力、孔隙壓力、有效應力及相應沉降量;將各層沉降量疊加，得到時刻t及完工后壩體和壩基的沉降量。
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【單號6483】
預算范圍：3500
使用軟件：comsol
需求描述：鉆孔 注 液氮溫度場 模擬研究：以含有孔隙裂隙雙重介質的固體煤 基質為幾何模型，構建相應的數學模型，采用有限元分析方法編制計 算程序，模擬注液氮鉆孔周圍和煤體的溫度場分布。構建 1m*1m*1m 的立方煤體幾何模型，模型上部中央布置直徑 20mm 的注液氮鉆孔， 采用低溫鉆孔恒定溫度的邊界條件，模擬鉆孔周圍煤基質的破裂特征 和煤體溫度場分布隨時間的變化規律。
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【單號6479】
預算范圍：1000
試用軟件：ccs6.2
需求描述：嵌入式軟件，dsp采用28377s，軟件ccs6.2以上版本，要求是采用dsp的cla功能實現加速，cla和cpu同時工作，以提高中斷頻率，源程序會給出，在源程序傷修改。目前的中斷頻率是66kHz，想要做到100k以上。
展開 滲流力學發展方向 附高等滲流力學下載
通過微觀滲流研究能知道孔隙裂隙內的物理、化學、生物學和力學等細節，認識微觀滲流機制和規律，但是不能提供宏觀綜合數據，而后者為生產實際應用所必需；憑借宏觀滲流研究能提供宏觀綜合數據，但不知道或不確切知道孔隙裂隙內的微觀機制和規律。微觀宏觀結合可使滲流理論深化，使滲流分析計算更接近生產實際。更重要的是，微宏結合的滲流研究計算（簡稱“微宏滲流”）能夠為每一瞬間同時提供宏觀綜合數據及多孔介質內任何空間點的微觀細節，這將大大促進滲流理論和計算方法的發展并提高生產應用效果。近年來，主要由于微觀滲流數值模擬計算方法的進展，微宏滲流研究已經能夠模擬計算諸如小巖心規模的油水兩相滲流及啟動壓力梯度與孔隙內壁邊界層關系等各類問題。
3）滲流的精細研究。以石油開采為例，先是基于自然能量的一次采油，再是人工補充能量的二次采油，三是各種物理的、化學的、生物的人工方法的三次采油，然后又進行三次采油后的四次采油。二次采油后油層內的剩余油飽和度分布非常分散：從宏觀角度看，許多剩余油小塊在儲層各處不規則地隨機分布；從微觀角度看，無數極小的油膜油滴等在孔隙裂隙內隨機分布。必須盡力精細地用滲流力學方法分析計算出這些剩余油飽和度分布，才能在三次采油中經濟有效地采出剩余油。三次采油后，剩余油飽和度分布更為分散零亂，要求滲流力學提供更精細的方法計算分析剩余油飽和度分布，以便在四次采油時經濟有效地進一步采出剩余油?？梢?，生產發展要求我們建立非常細致、精細的剩余油飽和度分布的滲流力學理論和方法。
4）復雜多重介質滲流。現今發現的油氣儲層多重介質比以往所知的多重介質復雜很多。以碳酸鹽巖儲層為例，同一儲層中，存在微細的孔隙裂隙多孔介質，也存在其尺寸達數個、數十個和數百個毫米的大縫和大洞，還存在長寬高各為數十米、甚至長達百來米的廳堂型的巨型洞穴。
展開 COMSOLMultiphysics流固耦合激光流體傳熱線上專題培訓課程
COMSOLMultiphysics流固耦合激光流體傳熱線上專題培訓班
1.COMSOL軟件入門
仿真框架建立及軟件基本操作 案例自主操作：三維旋轉體噴嘴建模、錐流道參數化分析
2.COMSOL多相流 水沸騰 注水 油、水、氣三相流
3.COMSOL熱流耦合 脈沖電弧熔池 冰升華蒸發 激光清洗，激光燒蝕 水蒸發冷凝
4.COMSOL流固耦合 耦合的機理，了解雙向耦合和單向耦合 圓柱繞流 小球落水浮起 抽水泵 球閥的模擬 了解動網格中的變形域（案例） 了解動網格中的旋轉域（案例）
5.COMSOL流體力學的綜合應用（案例）液滴鋪展 彎道流動 孔隙流 方腔自然對流
聯系人：武老師 電話：15803881035
郵箱：wu15803881035@126.com 微信/qq: 2409348792
2021.04.16--2021.04.17 （線上授課）
2021.04.24 （線上授課）
優惠一：前十五名報名繳費學員可享受每人200元優惠
優惠二：報名兩人及以上每人可享受300元優惠
報名費用可開具正規報銷fa piao及提供相關繳費證明、邀請函，可提前開具報銷fa piao、文件用于費用報銷
培訓福利
培訓資料為紙質版和電子版，都將會以郵寄和郵箱發送方式給參會學員，有長期微信解疑群，幫助學員指導解疑，直到問題解決，參加此次線上培訓課程的學員可免費參加本單位下次舉辦的“COMSOL Multiphysics多物理場耦合仿真技術與應用”線下專題培訓班，會給本次參會學員提供下次免費參加培訓證明
另有comsol巖土凍土裂隙滲流多孔介質培訓班
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