裂縫擴展模擬
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
裂縫擴展模擬的視頻教程
應用XFEM模擬三點彎曲梁裂縫擴展
本課程主要講解應用XFEM模擬三點彎曲梁裂縫擴展過程，其中包括建模、參數設置、邊界條件設置、網格劃分、后處理等相關內容，并加上經驗之談，最后與試驗結果進行了對比，結果吻合較好，希望讀者觀看之后能有所收獲！！
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ABAQUS模擬混凝土水化熱溫度場、熱應力裂縫擴展（XFEM）
ABAQUS模擬混凝土溫度場（含HETVAL子程序模擬水化熱溫度場）、溫度應力、溫度損傷演化和溫度裂縫擴展（XFEM）；相應模型和代碼源文件可在附件下載，其中cae版本為Abaqus 2020，較低的版本可運行該cae模型的jnl和inp文件，怎么運行后面視頻中也會講解。 課程每周都會持續更新，to be continued！
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裂縫擴展模擬的實例教程
水力壓裂裂縫三維擴展ABAQUS數值模擬研究
有限元模擬裂縫通常采用分離裂紋模型、分布裂縫模型和內嵌裂縫單元模型。分離裂縫模型需預設裂縫擴展路徑或不斷調整網格；分布裂縫模型有應力鎖死問題；內嵌裂縫單元模型單元間不協調。
擴展有限元法（XFEM: eXtend Finite Element method）是一種新的數值方法，裂縫擴展過程模擬中，無需預設開裂路徑和調整網格。
附件是我收集的幾篇有關論文，其中有基于ABAQUS平臺進行的裂縫分析，有興趣的可以研究一下，有什么進展希望能夠共享 。
擴展有限元法1.rar
擴展有限元法2.rar
展開 RFPA比較適用于脆性巖石的壓裂或者破壞，模擬出來的效果也比較好，但是應用在煤的壓裂時，形成的裂縫很寬，并不能很好的反映壓裂效果。我目前借助使用比較多的COMSOL with Matlab平臺，初步實現了實驗室和現場中裂隙煤體中復雜裂縫擴展的模擬。模型中很大的問題，也是收斂問題，主要的參數與方程來自與公開發表的文獻。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方程。水力裂縫與天然裂縫之間的相互作用，是模型的難點。comsol中的裂隙流模塊，可以實現裂隙中水流動。在5.6之前的版本中，固體力學模塊中有彈性薄層接口，這個接口可以自定義裂隙的本構方程。基于裂隙的本構模型，可以獲得裂隙表面的法向應力與剪切應力，從而實現裂隙的閉合與張開，具體方程可以參考Qinghua Lei在IJRMMS上發表的論文。使用零厚度的線段或者平面來代替裂隙，煤巖的損傷主要發生在基質中，天然裂隙或其他節理不會出現損傷。使用矩形或者很薄的長方體表征裂隙，可以設置裂隙的強度參數和根據破壞準則判斷破壞類型。不過，使用成百上千的矩形或者長方體的話，網格單元數量比較多，對計算機配置有較高的要求。COMSOL中比較容易生成離散裂隙網絡（DFN)，模型計算量會小一些。
下面幾幅圖是實驗室、現場水力壓裂裂縫擴展的效果展示圖。
Qinghua Lei的文獻題目：
Modelling fluid injection-induced fracture activation, damage growth, seismicity occurrence and connectivity change in naturally fractured rocks
展開 在2D或者3D有限單元間批量插入0厚度“cohesive Element”單元，模擬裂縫的擴展：
實例提供：
http://forum.simwe.com/thread-1253768-1-1.html
http://forum.simwe.com/thread-1258069-1-1.html
模型簡介：
考慮熱流固-損傷耦合效應，本案例建立了水力裂縫擴展模型，假設材料楊氏模量和抗拉強度滿足weibull分布，邊界施加應力條件，可運用于如下場景：
1、干熱巖儲層壓裂，流體介質可選擇水和二氧化碳，實現壓裂過程裂縫動態擴展模擬；
2、干熱巖儲層采熱開發，分析熱流固-損傷耦合效應對采熱的影響；
3、深部頁巖儲層壓裂，實現水和二氧化碳壓裂裂縫擴展模擬；
4、其他熱流固耦合問題。
部分研究結果圖：
初始楊氏模量分布
損傷分布
壓力分布
溫度分布
參考文獻：
[1] Wei Zhang, Tian-kui Guo, Zhan-qing Qu, et al. Research of fracture initiation and propagation in HDR fracturing under thermal stress from meso-damage perspective. Energy, 2019, 178, 508-521
[2] Lin Wu, Zhengmeng Hou, Yachen Xie, et al. Fracture initiation and propagation of supercritical carbon dioxide fracturing in calcite-rich shale: A coupled thermal-hydraulic-mechanical-chemical simulation.
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裂縫擴展模擬的相關專題、標簽、搜索
裂縫擴展模擬的最新內容
隨著增強與混合現實(AR&MR)領域新應用的發展，導光系統的應用越來越受到人們的關注。為了將光從光源引導到預定的眼箱，采用了分離的1D-1D擴展光瞳的結構，并結合了不同類型的表面刻蝕光柵。因此，在AR/MR器件的設計過程中，關于效率和均勻性的設計是主要挑戰之一。在本案例中，我們將演示如何在VirtualLab Fusion中包含真實的光柵結構，從最初的光柵設計到在光導表面上的應用
采用cohesive單元全局插入模擬裂縫擴展。儲層物性參數：彈性模量30GPa，泊松比0.25，流體比重980N/m^3，滲透系數1e-7m/s，孔隙比0.1。
<div contenteditable="false" width="100%"><jsk id="C_Play100081fcd66c71f093e56632b68f0102" videoid="100081fcd66c71f093e56632b68f0102" duration="5秒"><img src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png
</p><p><strong style="background-color: rgba(0, 0, 0, 0);">【采用COMSOL模擬實現】</strong></p><p>采用COMSOL實現相場法模擬裂縫擴展過程，考慮以下幾個因素：</p><p>（1）超臨界CO2物性隨壓力變化，包括流體粘度和密度；</p><p>（2）超臨界CO2流動能力強，很容易進入孔縫之中，改變巖體有效應力，減弱巖體的剪切強度
圖2 模型裝配圖
4、 模擬結果分析
通過 Abaqus 軟件模擬 UHPC 加固混凝土三點彎試驗，利用 XFEM 技術成功模擬了裂縫的擴展過程。模擬結果與實際試驗結果的對比驗證了模型的有效性。研究表明，UHPC 加固層能夠顯著提高混凝土梁的抗彎性能，抑制裂縫的擴展，改變梁的應力分布和破壞模式。
摘要
隨著增強和混合現實 (AR & MR) 領域新應用的開發，光導系統的使用越來越受到關注。 為了將光從光源引導到預期的眼盒，使用了具有分離的 1D-1D 瞳孔擴展和不同類型的表面形貌光柵的配置。 因此，這些光柵在效率和均勻性方面的設計是 AR/MR 設備設計過程中的主要挑戰之一。在這個用例中，我們演示了如何在 VirtualLab Fusion 中包含真實的光柵結構，從最初的光柵設計到在光導表面上的應用
在本文中，演示了一個示例，在 OpticStudio 中使用 RCWA 工具為增強現實 （AR） 系統設置出瞳擴展器 （EPE）。首先解釋了 k-space（光動量）中光柵的規劃，并討論了設置每個光柵的細節。
介紹
本文是 4 篇文章中的第 1 部分，介紹了 k-space 的概念，并討論了如何根據此概念規劃出瞳擴展器設計。
本文介紹的系統包括光柵。衍射光柵效率由 RCWA DLL 建模
模型簡介：
考慮熱流固-損傷耦合效應，本案例建立了水力裂縫擴展模型，假設材料楊氏模量和抗拉強度滿足weibull分布，邊界施加應力條件，可運用于如下場景：
1、干熱巖儲層壓裂，流體介質可選擇水和二氧化碳，實現壓裂過程裂縫動態擴展模擬；
2、干熱巖儲層采熱開發，分析熱流固-損傷耦合效應對采熱的影響；
3、深部頁巖儲層壓裂，實現水和二氧化碳壓裂裂縫擴展模擬；
4、其他熱流固耦合問題。
我目前借助使用比較多的COMSOL with Matlab平臺，初步實現了實驗室和現場中裂隙煤體中復雜裂縫擴展的模擬。模型中很大的問題，也是收斂問題，主要的參數與方程來自與公開發表的文獻。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方程。水力裂縫與天然裂縫之間的相互作用，是模型的難點。comsol中的裂隙流模塊，可以實現裂隙中水流動。
摘要
隨著增強與混合現實(AR&MR)領域新應用的發展，導光系統的應用越來越受到人們的關注。為了將光從光源引導到預定的眼箱，采用了分離的1D-1D擴展光瞳的結構，并結合了不同類型的表面刻蝕光柵。因此，在AR/MR器件的設計過程中，關于效率和均勻性的設計是主要挑戰之一。在本案例中，我們將演示如何在VirtualLab Fusion中包含真實的光柵結構，從最初的光柵設計到在光導表面上的應用
