離散裂縫模型
關(guān)注創(chuàng)建者：zzr2019 創(chuàng)建時間：2023-07-18
離散裂縫模型的視頻教程
離散元軟件PFC基礎(chǔ)視頻教程（上）（附模型代碼）
離散元軟件PFC基礎(chǔ)視頻教程（附課件及軟件代碼）（上） 課程目錄 PFC5.0界面交互操作基礎(chǔ) FISH語言（01變量定義02數(shù)據(jù)類型） FISH語言（03自定義函數(shù)04分支結(jié)構(gòu)05循環(huán)跳轉(zhuǎn)） FISH語言（06交互輸入輸出07數(shù)據(jù)記錄及輸出08數(shù)據(jù)讀入） FISH語言（09Map功能及用法10FISH常用標準函數(shù)） PFC5.0模型基本組成 balls
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基于離散相DPM模型的旋風(fēng)分離器計算
1.ansys meshing網(wǎng)格劃分過程； 2.fluent通用穩(wěn)態(tài)仿真過程； 3.DPM離散相模型講解、使用條件、范圍與參數(shù)設(shè)置過程； 4.CFD-POST后處理過程，氣相與離散相流動動畫輸出。
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離散裂縫模型的實例教程
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，對比計算了有無加非達西的計算結(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、油水兩項。具體案例和相關(guān)推導(dǎo)過程附后。
動畫效果1.gif
離散裂縫網(wǎng)絡(luò)中的單相流算例，歡迎交流！
針對頁巖氣流動過程中骨架變形對氣井產(chǎn)能產(chǎn)生的影響，采用Comsol建立了頁巖氣流固耦合數(shù)值模擬案例，該模型考慮了頁巖氣黏性流、 Knudsen 擴散、表面擴散和吸附解吸等多重流動機制，采用離散裂縫模型對水力裂縫進行求解，模型可用于分析流固耦合效應(yīng)對氣井產(chǎn)能的影響規(guī)律，以及其他儲層參數(shù)和裂縫參數(shù)對產(chǎn)能的影響。
壓力場分布
位移場分布
頁巖氣產(chǎn)量變化
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從圖2b可知，水力裂縫穿過層理并向下延伸。
針對頁巖樣品，采用三維塊體離散元方法建立三維壓裂數(shù)值模型（圖3a），開展數(shù)值模擬。數(shù)值模型大小、施工參數(shù)和應(yīng)力與物理實驗保持一致。巖石楊氏模量、泊松比和抗拉強度分別設(shè)置為32.44 GPa、0.23 和 103.78 MPa；層理內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角和抗拉強度分別設(shè)置為8.93 MPa、31.22°和4.71 MPa。從圖3b可知，水力裂縫直接穿過層理，裂縫形態(tài)與物模實驗結(jié)果一致。對比數(shù)值模擬和物理模擬破裂階段部分壓力曲線（圖4），發(fā)現(xiàn)兩者總體變化趨勢相似，數(shù)模實驗破裂壓力為20.52 MPa，比物模實驗破裂壓力高1.53 MPa，這是因為數(shù)值模型沒有考慮壓裂液濾失和巖樣內(nèi)部可能存在的微裂隙。因此，用三維塊體離散元方法模擬頁巖壓裂裂縫擴展是可靠的。
2.2 模型建立
以涪陵頁巖氣田焦石壩目標區(qū)為背景，建立頁巖壓裂裂縫擴展數(shù)值模型（圖5）。該模型在x、y、z方向分別長 80 m，寬 80 m，高 40 m，井筒沿最小水平主應(yīng)力方向（y方向）設(shè)置。研究區(qū)層理發(fā)育，采用等效方式將層理近似為壓前“顯式”的層理弱面，層理間距設(shè)置為4 m。為了表征頁巖中發(fā)育的天然裂縫，采用離散裂縫網(wǎng)絡(luò)（DFN）建模技術(shù)，設(shè)置兩組離散高角度天然裂縫，在模型中隨機分布。
展開 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提供了一個命令block to-udec，可以使用原點、法線或傾角和傾角方向指定一個平面，然后把這個平面導(dǎo)出到UDEC。顯然這種操作方法得出的DFN結(jié)果不是UDEC自身生成的DFN。
block to-udec origin 0,25,0 dip 90 dip-direction 0
下圖所示的是相同數(shù)據(jù)生成的300條斷裂2D 和3D DFN模型。這個筆記簡要討論了二維模型和三維模型傾角近似等效的方法，也許這種方法并不具有實際意義。
2 等效方法
對于一個生成的3D DFN模型，我們可以求出這個模型中所有斷裂的平均傾角，這可以通過編寫一個簡單的FISH程序來實現(xiàn)，對fracture.list進行遍歷，把每條斷裂的傾角相加，再除以斷裂總數(shù)，就可以得到整個模型斷裂的平均傾角，例如得出的平均傾角為54°。
相同的模型在2D中運行，為了與3D模型得出的傾角相同，第一個過濾準則是只保留那些傾角小于90°(fracture.dip(frac)<90)的斷裂，第二個過濾準則是保留那些傾角在54°左右的斷裂，一個更精確的方法是在3D中求出傾角的平均值和標準偏差，然后在2D中使用這個值。這樣就可以在2D中作出一個僅傾角近似3D的DFN模型。
3 斷裂數(shù)目
在生成2D DFN的過程中，為了與3D生成的斷裂數(shù)目相同，需要用到斷裂數(shù)目的判斷方法。有三個不同層次的判斷斷裂數(shù)目的函數(shù)。
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離散裂縫模型的相關(guān)專題、標簽、搜索
離散裂縫模型的最新內(nèi)容
</p><p>在comsol中將從數(shù)學(xué)模型理解與推導(dǎo)開始介紹這個模型的復(fù)現(xiàn)過程，采用<strong>二維離散裂縫模型</strong>，主要用到的理論包括：<strong>達西定律、Biot理論、滑脫效應(yīng)(knudsen流)、郎格繆爾等溫吸附，</strong>該模型綜合考慮了<strong>裂縫滲透率演化、基質(zhì)孔隙度與滲透率演化、氣體吸附解吸、天然氣粘度變化</strong>等因素對氣體采出的影響
關(guān)于使用 ANSYS Fluent 離散相模型 (DPM) 項目進行旋風(fēng)分離器仿真
使用 ANSYS Fluent 對旋風(fēng)分離器進行穩(wěn)態(tài) CFD 仿真。使用 DPM 跟蹤粒子。考慮無阻力的單向耦合。這意味著流體相將通過阻力和湍流影響顆粒相，而顆粒相對氣相沒有影響。附Fluent案例文件
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針對頁巖氣流動過程中骨架變形對氣井產(chǎn)能產(chǎn)生的影響，采用Comsol建立了頁巖氣流固耦合數(shù)值模擬案例，該模型考慮了頁巖氣黏性流、 Knudsen 擴散、表面擴散和吸附解吸等多重流動機制，采用離散裂縫模型對水力裂縫進行求解，模型可用于分析流固耦合效應(yīng)對氣井產(chǎn)能的影響規(guī)律，以及其他儲層參數(shù)和裂縫參數(shù)對產(chǎn)能的影響。
●作者簡介●
插件簡介
CAD顆粒密堆積2D插件可用于生成二維狀態(tài)下重力堆積的隨機顆粒。插件可指定投放區(qū)域、顆粒的粒徑范圍、顆粒間的間距、顆粒個數(shù)等信息，同時可模擬顆粒彈性及摩擦摩擦系數(shù)。
插件采用物理引擎對顆粒行為進行模擬，可實現(xiàn)顆粒在力場作用下的堆積、以及顆粒間的碰撞等。
插件可將當(dāng)前圖形輸出到AutoCAD，可控制輸出時機，在可視化的同時保存當(dāng)前狀態(tài)，
1、ANSYS三維纖維骨料混凝土：
2、ANSYS球形試件隨機模型：
3、ANSYS隨機裂縫巖石節(jié)理裂隙
建模插件：
CAD隨機幾何3D插件
離散裂縫網(wǎng)絡(luò)中的單相流算例，歡迎交流！
在這種情況下，使用離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型可以有效地模擬地下水流，因為DFN方法可以根據(jù)裂縫參數(shù)的統(tǒng)計分布在三維空間隨機地表達裂縫。在建立大壩地基巖體的DFN模型時，關(guān)鍵的挑戰(zhàn)之一是裂縫的水力特性(hydraulic characterization)。這里的水力特性指的是將水力特性分配給由幾何信息生成的裂縫的過程。
comsol隨機幾何模型
在常見的材料中，嚴格來講均質(zhì)單一性的材料并不常見，更多的是隨機材料。這就使得在幾何建模時需要考慮材料的隨機性，這里講介紹幾種常見的隨機材料模型及在comsol內(nèi)構(gòu)建該模型的方法。
comsol多類隨機裂隙，帶厚度裂隙：
comsol纖維隨機分布，復(fù)合材料：
comsol隨機分布顆粒：
comsol隨機孔隙：
在COMSOL中可采用CAD模型導(dǎo)入的方式實現(xiàn)隨機裂紋或是纖維材料的建模。首先需要在CAD內(nèi)生成所需的三維纖維模型，這里用到了CAD_隨機纖維3D插件。模型建立如下圖所示。注意這里的纖維采用的是線，而非實體。
將長方體基體導(dǎo)出為.sat文件，同時將刪除基體后的線狀纖維另存為.dwg文件。
打開COMSOL軟件，在幾何菜單下選擇導(dǎo)入三維CAD文件，選擇剛剛保存的.dwg文件，并將要導(dǎo)入的對象更改為曲線和點
