水力耦合
關(guān)注創(chuàng)建者：康康學(xué)長 創(chuàng)建時間：2021-12-17
水力耦合的實例教程
comsol水力熱耦合冰水相變模型 ￥100
求解器在求解水熱耦合問題中采用瞬態(tài)求解器。本貼后面附有參考論文和教程。
在求解應(yīng)力問題中，采用穩(wěn)態(tài)求解器。通過本案例可以學(xué)習掌握凍土水熱力三場耦合模型，詳細案例和文檔說明附后。
模型簡介：
考慮熱流固-損傷耦合效應(yīng)，本案例建立了水力裂縫擴展模型，假設(shè)材料楊氏模量和抗拉強度滿足weibull分布，邊界施加應(yīng)力條件，可運用于如下場景：
1、干熱巖儲層壓裂，流體介質(zhì)可選擇水和二氧化碳，實現(xiàn)壓裂過程裂縫動態(tài)擴展模擬；
2、干熱巖儲層采熱開發(fā)，分析熱流固-損傷耦合效應(yīng)對采熱的影響；
3、深部頁巖儲層壓裂，實現(xiàn)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(jié)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.
展開 水力沖洗技術(shù)起源于20世紀80年代，主要用于提高美國圣胡安盆地煤層氣的采收率。利用高壓水沖洗煤壁，將破碎的煤塊帶出，在煤層中形成一定的空腔，將應(yīng)力傳遞到鉆孔周圍，達到卸壓的效果。鉆孔周圍的擾動使鉆孔周圍產(chǎn)生大量新的裂隙，改變了煤體的孔隙度，從而提高了煤層的滲透性。建立了考慮煤體塑性破壞的水力沖煤多場耦合模型，利用COMSOL Multiphysics軟件研究水力沖孔過程的機理和變量的演化規(guī)律。煤層水力沖孔涉及到巖體塑性變形、瓦斯吸附等多物理量的相互作用。為實現(xiàn)水力沖孔強化采氣復(fù)雜的應(yīng)力-損傷-滲流耦合過程，提出了以下假設(shè)：
(1)發(fā)生塑性變形以及產(chǎn)生新的裂隙，而彈性變形僅改變裂隙的孔徑。(2)水力沖孔引起的煤體塑性變形是一個產(chǎn)生新的裂隙和破壞原有煤體基質(zhì)的過程。塑性破壞后的煤體被視為具有較小基質(zhì)和較多裂隙的彈性介質(zhì)，如圖1（a）所示。(3)煤體是具有孔隙的雙重連續(xù)介質(zhì)。自由氣體被認為是理想狀態(tài)氣體。(4)吸附氣和游離氣主要存在于孔隙和裂隙中，而水僅存在于裂隙中并在裂隙中運移，氣體和水的輸運過程如圖1（b）所示。(5)氣體的擴散過程服從菲克擴散定律，氣體和水的滲流過程服從達西定律。(6)拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負。
圖1 氣體運移過程
基質(zhì)中瓦斯擴散方程：
瓦斯、水滲流控制方程：
煤體變形控制方程：
破壞判斷準則（D-P準則）：
裂隙率控制方程：
幾何模型與邊界條件：
圖2 幾何模型及邊界條件
部分圖片展示
圖3 鉆孔周圍滲透率分布
圖4 鉆孔周圍瓦斯壓力分布
圖5 鉆孔周圍瓦斯飽和度分布
圖6 鉆孔周圍瓦斯壓力分布
展開 Fluid-driven transition from damage to fracture in anisotropic porous media: a multi-scale XFEM approach 論文內(nèi)容100%重現(xiàn)
1、使用comsol PDE模塊完全耦合兩相流建模，可以根據(jù)需要考慮是否加入傳熱模塊；控制方程、邊界條件、建模參數(shù)如下：
2、考慮兩相流模型，使用雙重裂隙模型，考慮了基質(zhì)或骨架變形，
3、考慮基質(zhì)瓦斯解吸；
4、適用于煤層氣水力驅(qū)替瓦斯，地下水上漲等流固耦合模型；
5、可以通過請私信聯(lián)系我。帖子有限，僅作部分展示。
水力耦合的相關(guān)專題、標簽、搜索
水力耦合的最新內(nèi)容
裂隙多孔介質(zhì)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(zhì)注入流體引起天然裂隙，巖石產(chǎn)生新?lián)p傷的數(shù)值模擬，內(nèi)含MATLAB 網(wǎng)裂縫函數(shù)及comsol模型。
模型簡介：
考慮熱流固-損傷耦合效應(yīng)，本案例建立了水力裂縫擴展模型，假設(shè)材料楊氏模量和抗拉強度滿足weibull分布，邊界施加應(yīng)力條件，可運用于如下場景：
1、干熱巖儲層壓裂，流體介質(zhì)可選擇水和二氧化碳，實現(xiàn)壓裂過程裂縫動態(tài)擴展模擬；
2、干熱巖儲層采熱開發(fā)，分析熱流固-損傷耦合效應(yīng)對采熱的影響；
3、深部頁巖儲層壓裂，實現(xiàn)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(jié)果圖
Fluid-driven transition from damage to fracture in anisotropic porous media: a multi-scale XFEM approach 論文內(nèi)容100%重現(xiàn)
水力沖洗技術(shù)起源于20世紀80年代，主要用于提高美國圣胡安盆地煤層氣的采收率。利用高壓水沖洗煤壁，將破碎的煤塊帶出，在煤層中形成一定的空腔，將應(yīng)力傳遞到鉆孔周圍，達到卸壓的效果。鉆孔周圍的擾動使鉆孔周圍產(chǎn)生大量新的裂隙，改變了煤體的孔隙度，從而提高了煤層的滲透性。建立了考慮煤體塑性破壞的水力沖煤多場耦合模型，利用COMSOL Multiphysics軟件研究水力沖孔過程的機理和變量的演化規(guī)律
水力與地形動力耦合標度可以有效克服這一困難。
B.地形動力學(xué)標度
SISYPHE中使用的運輸模型中粒子尺寸只考慮單一的數(shù)量級（1毫米的砂礫），其輸運運算公式是基于Meyer-Peter和Müller公式[1]改編而來的。為了縮短計算持續(xù)時間，我們使用SISYPHE的關(guān)鍵詞“MORPHOLOGICAL FACTOR”（形態(tài)因子）。該因子常用于地形動力學(xué)形態(tài)演變，用來“壓縮”水文圖。
立即搶單
【單號7555】
預(yù)算范圍：5000
使用軟件：MATLAB
需求描述：水力壓裂流固耦合代碼
立即搶單
【單號7518】
預(yù)算范圍：50000
使用軟件：Abaqus
需求描述：基于晶體塑性有限元的疲勞裂紋擴展 方法不限 XFEM Cohesive 單元網(wǎng)格刪除均可，價格可議。
1、使用comsol PDE模塊完全耦合兩相流建模，可以根據(jù)需要考慮是否加入傳熱模塊；控制方程、邊界條件、建模參數(shù)如下：
2、考慮兩相流模型，使用雙重裂隙模型，考慮了基質(zhì)或骨架變形，
3、考慮基質(zhì)瓦斯解吸；
4、適用于煤層氣水力驅(qū)替瓦斯，地下水上漲等流固耦合模型；
5、可以通過請私信聯(lián)系我。帖子有限，僅作部分展示。
本案例建立成二維軸對稱模型，物理場采用兩個PDE模塊，分別表示水分場和溫度場，一個固體力學(xué)模塊，表示應(yīng)力場。求解器在求解水熱耦合問題中采用瞬態(tài)求解器。本貼后面附有參考論文和教程。
在求解應(yīng)力問題中，采用穩(wěn)態(tài)求解器。通過本案例可以學(xué)習掌握凍土水熱力三場耦合模型，詳細案例和文檔說明附后。
技術(shù)專題：結(jié)構(gòu)強度、疲勞壽命、剛度、穩(wěn)定性、損傷容限、施工過程、焊接工藝、預(yù)冷工藝、熱工、多相流、流固耦合、水力壓裂、設(shè)計優(yōu)化、規(guī)范校核。
2、石化核電典型咨詢項目與專業(yè)系統(tǒng)列表
3、專業(yè)系統(tǒng)-LNG全容儲罐三維建模與仿真校核系統(tǒng)
安世中德針對大型LNG全容儲罐，實施了數(shù)個不同容積的咨詢項目。
與流體分析模塊類似，該模塊可進行獨立運算，或結(jié)合其它模塊實現(xiàn)耦合分析目的，如參與熱-力耦合、熱-水力耦合、甚至可結(jié)合動力分析模塊進行完全動力耦合分析。
結(jié)構(gòu)單元模塊
UDEC為工程支護結(jié)構(gòu)的模擬提供高端技術(shù)手段，即結(jié)構(gòu)單元程模塊。模塊中的結(jié)構(gòu)單元庫幾乎涵蓋了現(xiàn)有工程處理所采用的所有支護形式，如梁、樁、錨桿/錨索、襯砌單元等。
