油藏?cái)?shù)值模擬的案例
UltraLAB油藏數(shù)值模擬工作站
(一)油藏?cái)?shù)值模擬簡(jiǎn)介
油藏?cái)?shù)值模擬是指利用計(jì)算機(jī)技軟件技術(shù)求解油藏數(shù)學(xué)模型，模擬地下油、氣、水流動(dòng)，給出某時(shí)刻流體分布，以預(yù)測(cè)開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)。數(shù)值模擬本質(zhì)來(lái)說(shuō)就是一種工具，通過(guò)時(shí)間步離散時(shí)間，以及網(wǎng)格離散空間，幫助我們計(jì)算和展現(xiàn)我們認(rèn)識(shí)到或尚未認(rèn)識(shí)到的機(jī)理和效果
（二）CMG油藏?cái)?shù)值模擬計(jì)算特點(diǎn)
CMG先進(jìn)的模擬技術(shù)，不斷開(kāi)拓新領(lǐng)域-模擬簡(jiǎn)單到復(fù)雜的提高采收率過(guò)程。通過(guò)結(jié)合簡(jiǎn)易的模型創(chuàng)建工作流程，最先進(jìn)的性能增強(qiáng)技術(shù)以及跨學(xué)科多重機(jī)理（例如，熱效應(yīng)、地球化學(xué)、地質(zhì)力學(xué)、流體相態(tài)、井筒、水力壓裂以及完井等）精確模擬提高采收率過(guò)程
CMG不僅提供傳統(tǒng)的黑油油藏模擬軟件，還提供復(fù)雜相態(tài)、組分以及包含化學(xué)反應(yīng)和地質(zhì)力學(xué)的熱采油藏模擬軟件。CMG油藏模擬軟件能夠用來(lái)模擬復(fù)雜油藏，多井以及不同操作條件，不同驅(qū)動(dòng)類(lèi)型的油藏，模擬比其他軟件更多的提高采收率過(guò)程。
展開(kāi) CMG油藏數(shù)值模擬工作站硬件配置方案2023v1
本方案更新時(shí)間2023年2月，硬件配置不斷升級(jí)換代，主要升級(jí)
CPU 采用intel 13代超頻處理器、Xeon第3代可擴(kuò)展處理器，微架構(gòu)更先進(jìn)，頻率更高，計(jì)算速度更快
專(zhuān)業(yè)圖卡： 采用nvidia RTX A4000/A5000/A6000專(zhuān)業(yè)圖卡系列，圖形生成性能更強(qiáng)大，顯存更大
(一)油藏?cái)?shù)值模擬簡(jiǎn)介
油藏?cái)?shù)值模擬是指利用計(jì)算機(jī)技軟件技術(shù)求解油藏數(shù)學(xué)模型，模擬地下油、氣、水流動(dòng)，給出某時(shí)刻流體分布，以預(yù)測(cè)開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)。數(shù)值模擬本質(zhì)來(lái)說(shuō)就是一種工具，通過(guò)時(shí)間步離散時(shí)間，以及網(wǎng)格離散空間，幫助我們計(jì)算和展現(xiàn)我們認(rèn)識(shí)到或尚未認(rèn)識(shí)到的機(jī)理和效果
（二）CMG油藏?cái)?shù)值模擬計(jì)算特點(diǎn)
CMG先進(jìn)的模擬技術(shù)，不斷開(kāi)拓新領(lǐng)域-模擬簡(jiǎn)單到復(fù)雜的提高采收率過(guò)程。通過(guò)結(jié)合簡(jiǎn)易的模型創(chuàng)建工作流程，最先進(jìn)的性能增強(qiáng)技術(shù)以及跨學(xué)科多重機(jī)理（例如，熱效應(yīng)、地球化學(xué)、地質(zhì)力學(xué)、流體相態(tài)、井筒、水力壓裂以及完井等）精確模擬提高采收率過(guò)程
CMG不僅提供傳統(tǒng)的黑油油藏模擬軟件，還提供復(fù)雜相態(tài)、組分以及包含化學(xué)反應(yīng)和地質(zhì)力學(xué)的熱采油藏模擬軟件。CMG油藏模擬軟件能夠用來(lái)模擬復(fù)雜油藏，多井以及不同操作條件，不同驅(qū)動(dòng)類(lèi)型的油藏，模擬比其他軟件更多的提高采收率過(guò)程。
展開(kāi) 有限元在石油行業(yè)的應(yīng)用
地震勘探中的地震波傳播問(wèn)題都是大型問(wèn)題，對(duì)這類(lèi)問(wèn)題靠改進(jìn)數(shù)值計(jì)算方法來(lái)提高計(jì)算速度其潛力是有限的，大幅度提高更是不可能的，唯一可行的途徑是采用并行計(jì)算。
3.石油開(kāi)采
石油開(kāi)采的任務(wù)就是要從油田的客觀(guān)實(shí)際出發(fā)，以最少的投資，最合適的速度去獲得最高的最終采收率，也就是獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。油藏?cái)?shù)值模擬就是為了實(shí)現(xiàn)石油開(kāi)采而發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù)。油藏?cái)?shù)值模擬就是預(yù)演或重演石油的開(kāi)采的全過(guò)程，從而獲取一系列能指導(dǎo)油田開(kāi)采的數(shù)據(jù)，和優(yōu)選出最佳的開(kāi)發(fā)方案。此項(xiàng)技術(shù)根據(jù)油氣藏實(shí)際情況，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，在選擇合適數(shù)學(xué)模型或模擬軟件的基礎(chǔ)上模擬和預(yù)測(cè)油氣藏開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)，為制定經(jīng)濟(jì)有效的開(kāi)采戰(zhàn)略和技術(shù)措施提供科學(xué)依據(jù)。
4.石油工程
石油工程的力學(xué)性質(zhì)非常復(fù)雜，影響其應(yīng)力和變形的因素很多，例如地層的結(jié)構(gòu)、孔隙、密度、應(yīng)力歷史、荷載特征、油氣水運(yùn)移過(guò)程及時(shí)間效應(yīng)等等，這種復(fù)雜性決定了技術(shù)人員在計(jì)算有關(guān)石油問(wèn)題時(shí)往往需要做一些針對(duì)具體問(wèn)題的創(chuàng)新性研究或改進(jìn)。
目前有限元分析可以做到：
1，盆地演化數(shù)值分析
2，在生產(chǎn)測(cè)井的數(shù)值分析
3，油田套管損壞機(jī)理數(shù)值分析
4，人工裂縫井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模擬
5，兩相滲流與非線(xiàn)性固體變形耦合分析
6，巖石注水壓裂
7，出沙機(jī)理與井眼穩(wěn)定性分析軟件
8，地震波傳播數(shù)值分析
9，通用的強(qiáng)度分析，流體分析，熱分析，腐蝕分析等。
歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)：WELSIM
展開(kāi) TechnoSoft AMETank v9.7.9 Win32_64 2CD(儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)軟件)
IvySoft.Pipemill.v4.0 1CD(管道設(shè)計(jì)和分析程序套件)
TechnoSoft產(chǎn)品:
TechnoSoft AMETank v9.7.9 Win32_64 2CD(儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)軟件)
AMPreVA v5.3 Windows 1CD(頂級(jí)壓力容器設(shè)計(jì)軟件)
Masechinensuh
專(zhuān)業(yè)提供各類(lèi)行業(yè)軟件，誠(chéng)信為本，歡迎您的資咨
MP：18980583122 扣扣：1140988741
Signa產(chǎn)品:
Hydraulic UnderBalanced Simulator(HUBS) R3.2.1 1CD(鉆井及完井工程設(shè)計(jì)模擬)
SPT Group產(chǎn)品:
Drillbench Suite v6.2 1CD（鉆井作業(yè)設(shè)計(jì)及規(guī)劃軟件）
Drillbench Cemcalc v3.9 1CD（動(dòng)態(tài)固井設(shè)計(jì)分析軟件） 這款軟件至少1500元
MEPO v3.2.4 1CD（油藏?cái)?shù)值模擬優(yōu)化及輔助歷史擬合工具）
Olga Advance Blowout Control(ABC) v2.20 1CD(井噴應(yīng)急規(guī)劃和分析井噴的情況下的唯一工具)
OLGA 2000 Exercises
PVTsim v20.0-ISO 1CD（多用途PVT模擬軟件）
Schlumberger (ex SPT group) OLGA 2014.10-ISO 1CD
PAULIN產(chǎn)品:
PRG Paulin 2015 v15.0.1 1CD(專(zhuān)業(yè)壓力容器和管道有限元)
PRG PAULIN v2011 1CD
包含以下模塊：
Nozzle/Pro 8.5
FE/Pipe 6.5
BOS Fluids
展開(kāi) 
基于lammps模擬干酪根狹縫中注CO2/N2提高頁(yè)巖油藏采收率
關(guān)鍵詞：頁(yè)巖油,提高采收率，CO2封存，分子動(dòng)力學(xué)，lammps
摘要：應(yīng)用CO2提高致密油采收率具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ壳耙呀?jīng)成為致密油藏開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。近年來(lái)，分子模擬方法在探究納米尺度下分子間相互作用方面展現(xiàn)出巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。因此，本文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法，研究體相及納米孔隙中CO2/原油的混相機(jī)理，以及納米孔隙中CO2驅(qū)替原油的作用規(guī)律：另外，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)CO2的注采工藝特點(diǎn)，分別開(kāi)展了CO2加壓驅(qū)替以及降壓抽提原油時(shí)的混相行為研究：最后，根據(jù)氣驅(qū)的基本特點(diǎn)，提出并分析了CO2/N2段塞驅(qū)提高致密油采收率的方法與微觀(guān)機(jī)理。
整個(gè)分子動(dòng)力學(xué)過(guò)程通過(guò)Lammps實(shí)現(xiàn)，其中部分壁面需要在MS中進(jìn)行調(diào)整。全部流程如下：
1，建立壁面模型(干酪根，石墨烯，二氧化硅，蒙脫石，高嶺石，伊利石，方解石等)；建立原油組分分子結(jié)構(gòu)；建立注入氣(CO2, CH4, N2)的分子結(jié)構(gòu)；
2，賦予干酪根CVFF力場(chǎng)，粘土礦物ClayFF力場(chǎng)，CO2, N2分別用fix rigid設(shè)為剛體，CH4用聯(lián)合原子力場(chǎng)，原油組分用OPLS力場(chǎng)。
3，利用in文件將壁面，油，CO2氣體，板子等組合成data文件。
4，進(jìn)行能量最小化，設(shè)置平板移動(dòng)速度進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬。
首先設(shè)置一個(gè)初始尺寸較大的模擬盒子，大小為22×5.2×10 nm3，將24個(gè)干酪根分子(如圖1所示)均勻排列至模擬盒子內(nèi)。體系設(shè)置為NVT系綜，初始溫度設(shè)置為330 K，最高溫度設(shè)置為900 K,經(jīng)過(guò)一系列的退火模擬使干酪根結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，體系達(dá)到平衡。接著，在體系的z方向頂部和底部分別設(shè)置LJ勢(shì)能壁，該壁面對(duì)于干酪根僅保留排斥作用，以減少對(duì)于干酪根結(jié)構(gòu)的影響。固定下壁面靜止不動(dòng)，使上壁面垂直向下緩慢移動(dòng)，對(duì)團(tuán)狀干酪根進(jìn)行縱向壓縮，逐漸移動(dòng)至z = 1.5 nm時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。
展開(kāi) 聚焦數(shù)智轉(zhuǎn)型，華為發(fā)布油氣智能化架構(gòu)和智慧勘探開(kāi)發(fā)解決方案
針對(duì)原始地震數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長(zhǎng)，華為勘探開(kāi)發(fā)存儲(chǔ)解決方案根據(jù)地震數(shù)據(jù)處理的特點(diǎn)需求，提供穩(wěn)定、可靠、安全和高性能的存儲(chǔ)設(shè)備滿(mǎn)足地震資料處理、解釋和油藏?cái)?shù)值模擬業(yè)務(wù)場(chǎng)景對(duì)存儲(chǔ)性能的不同需求，使得地震資料常規(guī)處理時(shí)間縮短30%。
針對(duì)一些油田客戶(hù)勘探開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量多且散，以及傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心算力不足等問(wèn)題，華為勘探開(kāi)發(fā)云解決方案基于云實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理和共享，使能客戶(hù)CAPEX轉(zhuǎn)OPEX，實(shí)現(xiàn)最大工區(qū)處理面積由400km2拓展至2000km2，可處理地層深度從5km提升到8km，大幅提升地震處理解釋效率。
針對(duì)地震資料處理、地震資料解釋、測(cè)井油氣層識(shí)別、抽油機(jī)井工況診斷等，華為可提供包含數(shù)據(jù)集成、存儲(chǔ)和治理、知識(shí)圖譜構(gòu)建、算法模型開(kāi)發(fā)及通用AI服務(wù)等功能的人工智能平臺(tái)，幫助油氣企業(yè)快速構(gòu)建AI平臺(tái)，將地震與測(cè)井解釋建模周期縮短80%，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率高于95%，不僅提高勘探預(yù)測(cè)效率，也實(shí)現(xiàn)了專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的固化與傳承。
展開(kāi) 流線(xiàn)模型前處理軟件PreSL
(5)分?jǐn)鄩K表征復(fù)雜油水關(guān)系,可以精細(xì)計(jì)算儲(chǔ)量.
3,陸相沉積儲(chǔ)層建模配套技術(shù)--反映地質(zhì)特征
(1)砂體骨架自動(dòng)形成技術(shù)(根據(jù)井點(diǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)形成砂體骨架)
(2)無(wú)井或稀井區(qū)域的隨機(jī)模擬(井區(qū)地質(zhì)統(tǒng)計(jì),不同區(qū)域地質(zhì)特征一致 )
某油田頂面構(gòu)造
無(wú)井或稀井
常規(guī)的,基于井點(diǎn)的簡(jiǎn)
單內(nèi)差
砂體尖滅線(xiàn)上設(shè)置物性
控制點(diǎn)
IUT Group .
4
(3)物性與砂體骨架的協(xié)調(diào)統(tǒng)一( 在砂體尖滅線(xiàn)上設(shè)置物性控制點(diǎn))
(4)孔滲分布的協(xié)調(diào)統(tǒng)一(滲透率對(duì)數(shù)進(jìn)行井間內(nèi)插)
(5)沉積微相控制下的建模技術(shù)
(6)硬數(shù)據(jù)與軟數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)應(yīng)用(協(xié)調(diào)處理精度不同的兩類(lèi)數(shù)據(jù))
4,基于滲流力學(xué)原理的網(wǎng)格粗化技術(shù)
地質(zhì)建模 油藏?cái)?shù)值模擬
(1),根據(jù)滲流力學(xué)和Fractal原理 進(jìn)
行網(wǎng)格合并
(2),提供參數(shù)場(chǎng),網(wǎng)格化斷層,井位
(3),按照數(shù)模軟件的格式填寫(xiě)文件
5,清晰直觀(guān)的三維顯示系統(tǒng)
地應(yīng)力控制下的
裂縫油藏的建模
I20層的裂縫滲透
某油田沖積扇
展開(kāi) 學(xué)習(xí)記錄——Workbench含斜拉索&橋梁&小車(chē)行駛過(guò)程數(shù)值模擬
駛過(guò)程數(shù)值模擬
駛過(guò)程數(shù)值模擬
今天學(xué)習(xí)的案例是Workbench含斜拉索&橋梁&小車(chē)行駛過(guò)程數(shù)值模擬。難點(diǎn)是小車(chē)行駛過(guò)程中整車(chē)產(chǎn)生的重力引起的輪胎變形的不同等效形式和復(fù)雜時(shí)域載荷如何施加到系統(tǒng)模型當(dāng)中。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統(tǒng)的構(gòu)建
導(dǎo)入模型如圖所示。
1.2材料模型系統(tǒng)的構(gòu)建
密度：7850
楊氏模量：210e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統(tǒng)的構(gòu)建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關(guān)系：轉(zhuǎn)動(dòng)、固定和移動(dòng)
1.3.3網(wǎng)格劃分
2.求解
2.1載荷邊界條件
轉(zhuǎn)動(dòng)副
2.2位移邊界條件
2.3求解設(shè)定
時(shí)間0.1s，初始步數(shù)25，最小步數(shù)20，最大步數(shù)250，打開(kāi)大變形。
下面是本案例的思維導(dǎo)圖。
展開(kāi) 【CFD數(shù)值模擬算例】船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬自動(dòng)化智能化方法
船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬自動(dòng)化智能化防范
【計(jì)算軟件】OpenFOAM開(kāi)源平臺(tái)
【仿真平臺(tái)】自建高性能計(jì)算集群
【算例說(shuō)明】基于OpenFOAM流體力學(xué)開(kāi)源軟件提出了船舶運(yùn)動(dòng)值模擬自動(dòng)化和智能化方法，可使計(jì)算流程自動(dòng)完成；通過(guò)逐個(gè)分析不同參數(shù)的影響，智能化分析多工況數(shù)值模擬結(jié)果和大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可得到優(yōu)化的計(jì)算參數(shù)，從而使數(shù)值模擬的人工處理部分最大限度地減少，同時(shí)計(jì)算過(guò)程達(dá)到最大程度地簡(jiǎn)化，數(shù)值計(jì)算結(jié)果可靠，可滿(mǎn)足工程應(yīng)用的需求。自動(dòng)化和智能化處理的概念和方法，也可用于其他數(shù)值模擬領(lǐng)域。
【工程應(yīng)用】船舶阻力、螺旋槳敞水、船槳舵自航等
【創(chuàng)新貢獻(xiàn)】自動(dòng)化計(jì)算流程（一鍵計(jì)算）+智能化計(jì)算參數(shù)優(yōu)化
【算例文件】關(guān)注微信公眾號(hào)“云數(shù)仿真”進(jìn)行咨詢(xún)或聯(lián)系jianchen122004@126.com
更多精彩內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注微信公眾號(hào)“云數(shù)仿真”...
展開(kāi) 【CFD數(shù)值模擬算例】水面浮體（浮式風(fēng)電塔）與波浪的流固耦合動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬
2、波浪模擬
使用譜分析方法或其他波浪生成技術(shù)，模擬實(shí)際海洋環(huán)境中的波浪。
調(diào)整波浪參數(shù)，如波高、波長(zhǎng)、周期等，以匹配實(shí)際條件。
3、流固耦合分析
設(shè)置浮體與流體之間的交互邊界條件。這通常涉及到動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，以適應(yīng)浮體的運(yùn)動(dòng)。
應(yīng)用合適的數(shù)值方法，如有限元法(FEM)或有限體積法(FVM)，解決流固耦合方程。
4、動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算
求解浮體的運(yùn)動(dòng)方程，得到其位置、速度和加速度隨時(shí)間的變化。
分析浮體的動(dòng)力響應(yīng)，包括振幅、頻率和響應(yīng)譜等。
5、結(jié)果可視化與驗(yàn)證
使用可視化工具，展示浮體的運(yùn)動(dòng)軌跡、波浪形態(tài)和流體動(dòng)力變化。
通過(guò)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或其他可靠來(lái)源的對(duì)比，驗(yàn)證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。
6、參數(shù)化與優(yōu)化
改變浮體的幾何參數(shù)、材料屬性或運(yùn)行條件，觀(guān)察其對(duì)動(dòng)力響應(yīng)的影響。
基于數(shù)值模擬結(jié)果，提出浮式風(fēng)電塔設(shè)計(jì)的優(yōu)化建議。
7、模擬報(bào)告與文檔
編寫(xiě)詳細(xì)的模擬報(bào)告，記錄模型設(shè)置、方法、結(jié)果和結(jié)論。
整理相關(guān)的文檔和腳本，確保模擬過(guò)程可重復(fù)和可追溯。
通過(guò)這些步驟，可以對(duì)水面浮體（如浮式風(fēng)電塔）與波浪的流固耦合動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)值模擬，以支持工程設(shè)計(jì)和決策。
文章內(nèi)容轉(zhuǎn)自：“云數(shù)仿真”公眾號(hào)
展開(kāi) 專(zhuān)家解答 | GMS地下水數(shù)值模擬、地面沉降數(shù)值模擬實(shí)踐技術(shù)應(yīng)用與案例分析
通過(guò)對(duì)案例模型的實(shí)操?gòu)?qiáng)化培訓(xùn)，不僅使學(xué)員掌握地下水數(shù)值模擬軟件GMS10.1的全過(guò)程實(shí)際操作技術(shù)的基本技能，而且可以深刻理解模擬過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以解決實(shí)際問(wèn)題能力。同時(shí)為滿(mǎn)足環(huán)評(píng)從業(yè)人員進(jìn)一步加強(qiáng)地下水數(shù)值模擬以解決《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則－地下水環(huán)境》（HJ 610－2016）實(shí)施過(guò)程中的困難。
培訓(xùn)目標(biāo)：
1.掌握GMS的建模流程，包括三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)建模、直接建模及概念模型建模，熟悉軟件的基本操作。
2.掌握GMS基本模塊TIN、Solids、Modflow2000/2005、MT3DMS、MODPATH、PEST、SEAWAT在模擬地下水流動(dòng)、地下水溶質(zhì)運(yùn)移、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)移和海水入侵模塊的應(yīng)用過(guò)程。
3.掌握GMS模型輸出數(shù)據(jù)的處理，相關(guān)圖件的編制和模擬結(jié)果的三維可視化展示。
4.能夠利用數(shù)值模型進(jìn)行均衡計(jì)算和地下水資源量評(píng)價(jià)。
5.領(lǐng)會(huì)最新地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)導(dǎo)則（HJ 610-2016），掌握地下水環(huán)評(píng)報(bào)告的撰寫(xiě)提綱和撰寫(xiě)要點(diǎn)。
6.通過(guò)手把手的5個(gè)實(shí)例操作指導(dǎo)和面對(duì)面討論交流，使學(xué)員能夠全流程掌握數(shù)值模擬方法，并能夠?qū)?em>模擬中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行快速診斷處理。（請(qǐng)?zhí)崆芭渲脤W(xué)習(xí)所需軟件環(huán)境，所需自備）
課程內(nèi)容詳情
學(xué)時(shí)與證書(shū)頒發(fā)：
參加會(huì)議的學(xué)員可以獲得《地下水建模及環(huán)評(píng)技術(shù)應(yīng)用》專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)證書(shū)及學(xué)時(shí)證明，上網(wǎng)可查。
展開(kāi) 
【降落傘數(shù)值模擬】超音速降落傘流固耦合數(shù)值模擬
可利用XFlow軟件模擬流體運(yùn)動(dòng)，Abaqus軟件模擬降落傘的受力和運(yùn)動(dòng)，兩者結(jié)合來(lái)模擬真實(shí)情況下超音速降落傘的流固耦合運(yùn)動(dòng)。 下圖為數(shù)值模擬結(jié)果。
（1）當(dāng)馬赫數(shù)為1.5時(shí)，超音速降落傘流固耦合數(shù)值模擬渦量變化結(jié)果：
（2）當(dāng)馬赫數(shù)為0.3時(shí)，超音速降落傘流固耦合模擬結(jié)果流場(chǎng)變化結(jié)果：
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【數(shù)值模擬】基于CEL方法的戰(zhàn)斗部動(dòng)爆對(duì)建筑目標(biāo)毀傷效果數(shù)值模擬
在此借助強(qiáng)大的工程模擬軟件—Abaqus，采用了CEL（Coupled Eulerian-Lagrangian）方法，對(duì)相關(guān)案例進(jìn)行了深入的數(shù)值模擬研究。
CEL方法描述
CEL 即耦合的歐拉-拉格朗日方法。這種方法結(jié)合了歐拉方法和拉格朗日方法的優(yōu)點(diǎn)，既可以處理大變形問(wèn)題，又可以精確模擬物質(zhì)的流動(dòng)和混合。在爆炸、沖擊等極端條件下，CEL 方法能夠有效地模擬物質(zhì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和毀傷過(guò)程。
戰(zhàn)斗部動(dòng)爆是指戰(zhàn)斗部在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下發(fā)生的爆炸現(xiàn)象。這種爆炸產(chǎn)生的沖擊波具有瞬間、高壓、高速等特點(diǎn)，能夠?qū)χ車(chē)h(huán)境中的建筑物和人員造成嚴(yán)重的破壞和傷害。通過(guò) CEL 方法的數(shù)值模擬，可以清晰地看到建筑物在沖擊波作用下的變形、破裂和崩塌過(guò)程。
建立模型
建立典型建筑物目標(biāo)及彈藥幾何模型，樓房為全模型，高度約為14.6 m，示意如圖 1 所示。彈體簡(jiǎn)化為殼體和炸藥(紅色填充物)兩部分，如圖 2 所示。導(dǎo)彈末端速度設(shè)置為100m/s。為方便查看，隱去了空氣域模型。由于爆炸點(diǎn)距離地面較遠(yuǎn)，因此將地面看作剛體以簡(jiǎn)化計(jì)算流程，設(shè)定戰(zhàn)斗部與建筑物墻體碰撞后引爆。
圖1 建筑物幾何模型
圖2 彈體幾何模型
混凝土損傷塑性模型
炸藥采用JWL狀態(tài)方程描述，戰(zhàn)斗部殼體參數(shù)參考了常見(jiàn)戰(zhàn)斗部材料公開(kāi)數(shù)據(jù)，混凝土采用常見(jiàn)的混凝土損傷塑性模型(CDP)，強(qiáng)度選擇C30標(biāo)準(zhǔn)。CDP模型是通過(guò)將各向同性下?lián)p傷彈性與拉伸和壓縮塑性相結(jié)合的方式來(lái)對(duì)混凝土的非彈性行為進(jìn)行描述的，同時(shí)考慮了由于拉、壓塑性應(yīng)變導(dǎo)致的彈性剛度的退化，可用于模擬混凝土在任意荷載作用下的受力及破壞情況。
展開(kāi) 學(xué)習(xí)記錄——Workbench盤(pán)式制動(dòng)器系統(tǒng)瞬態(tài)動(dòng)力
學(xué)評(píng)估
駛過(guò)程數(shù)值模擬
駛過(guò)程數(shù)值模擬
今天學(xué)習(xí)的案例是Workbench盤(pán)式制動(dòng)器系統(tǒng)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)評(píng)估。難點(diǎn)是能量的輸入和輸出決定的是什么和當(dāng)出現(xiàn)不合理的結(jié)果以后如何思考。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統(tǒng)的構(gòu)建
導(dǎo)入模型如圖所示。
1.2材料模型系統(tǒng)的構(gòu)建
密度：980
楊氏模量：110e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統(tǒng)的構(gòu)建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關(guān)系：轉(zhuǎn)動(dòng)、固定和移動(dòng)
1.3.3網(wǎng)格劃分
2.求解
2.1載荷邊界條件
轉(zhuǎn)動(dòng)副
2.2位移邊界條件
2.3求解設(shè)定
時(shí)間0.1s，初始步數(shù)25，最小步數(shù)20，最大步數(shù)250，打開(kāi)大變形。
下面是本案例的思維導(dǎo)圖。
新型鋼網(wǎng)鏤空心樓板試驗(yàn)、模擬及理論研究 (數(shù)值模擬部分)
在荷載增大后，數(shù)值模擬的所采用的簡(jiǎn)化假定與構(gòu)件的實(shí)際狀態(tài)相近，兩者得到的位移趨于一致。而由于數(shù)值模擬中未考慮鋼網(wǎng)鏤細(xì)鋼絲及鋼網(wǎng)鏤側(cè)壁的貢獻(xiàn)，使得模擬的鋼網(wǎng)鏤對(duì)其附近混凝土的約束較弱，這可能是有限元模擬得到的荷載-位移曲線(xiàn)后期剛度較小的原因。在14級(jí)荷載作用下，空心樓蓋板底的有限元等效塑性應(yīng)變?nèi)鐖D4 (a)所示，試驗(yàn)的裂紋分布如圖4 (b)所示，可見(jiàn)數(shù)值模擬與試驗(yàn)得到的現(xiàn)象是較為接近的。綜述所述，所建立的有限元模型能較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)構(gòu)件的剛度、變形和破壞現(xiàn)象。
圖3 試驗(yàn)和數(shù)值模擬位移對(duì)比
圖4 14級(jí)荷載下空心樓蓋板底的試驗(yàn)現(xiàn)象與數(shù)值模擬對(duì)比
5. 數(shù)值模擬結(jié)果分析
在有限元模型經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后，可對(duì)數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行細(xì)致的分析，研究裝配整體式帶肋鋼網(wǎng)鏤空心樓蓋的力學(xué)性能以及對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及影響因素分析方法是參數(shù)分析，但對(duì)于大型有限元模型而言，這樣的方法是需要消耗大量時(shí)間和巨大計(jì)算成本的。本文利用應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D和結(jié)構(gòu)各部件在加載過(guò)程中的塑性發(fā)展歷程進(jìn)行定性和定量分析，抓住影響結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的主要因素及影響程度，以便更深入地研究結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和快速地進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
數(shù)值分析的主要結(jié)果如圖5所示。根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，可以得到如下結(jié)論：
（1）空心樓蓋的鋼筋設(shè)計(jì)是較為保守的。從而，鋼筋的優(yōu)化方向?yàn)椋簻p小框架梁縱筋和中肋梁及暗梁頂部縱筋的直徑。
（2）樓板的優(yōu)化方向是提高混凝土性能或減小跨度。框架柱的優(yōu)化方向是提高混凝土性能或增大頂?shù)撞拷孛婷娣e。
（3）樓蓋板材料得到相當(dāng)大程度的利用，若想繼續(xù)提高承載力，提高混凝土標(biāo)號(hào)可能是有效的手段。由于框架柱僅頂?shù)撞砍霈F(xiàn)一定范圍損傷，而中部較大區(qū)域的混凝土仍處于低應(yīng)力狀態(tài)，從而將框架柱設(shè)計(jì)成啞鈴狀可能是有效提高承載力或降低材料使用量的手段。
圖5 空心樓蓋板計(jì)算結(jié)果
6.
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