三維滲流的案例
SciFEA 屬于中國人自己的有限元軟件
已有模塊：
彈性力學包（二維彈性平面應力，二維彈性平面應變，二維彈性軸對稱，三維彈性空間問題，二維正交各向異性，三維正交個向異性）
塑性力學包（二維塑性平面應力，二維塑性平面應變，三維塑性軸對稱，三維塑性空間問題，）
結構力學包（二維桁架，三維桁架，二維剛架，三維剛架，二維板殼，三維板殼）
粘彈性力學包（二維MAXWELL，三維MAXWELL，二維kelvin，三維kelvin，二維標準線性固體，三維標準線性固體）
傳熱包（二維穩態傳熱，三維穩態傳熱，軸對稱穩態傳熱，二維瞬態傳熱，三維瞬態傳熱，軸對稱瞬態傳熱）
滲流包（二維穩態滲流，三維穩態滲流，二維無壓滲流，三維無壓滲流）
電磁包（二維穩態電場，三維穩態電場，二維穩態磁場，三維穩態磁場）
土力學包（二維biot固結，三維biot固結，二維duncan，三維duncan）
熱固耦合包（二維熱彈性，三維熱彈性，二維瞬態熱彈性，三維瞬態熱彈性）
展開 煤礦開挖區的三維滲流仿真 ￥800
仿真計算了結構的滲流速度場以及結構的應力場，如圖2所示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/f2438d4218c04f3ea75a8fd5b8861414.png" alt="Untitled21.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖1 幾何模型</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/90644aaffbdd4811b8e62427aa72882a.png" alt="Untitled22.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>滲流速度場</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/b21b6bd6abbb49adb822d954b449ddb9.png" alt="Untitled23.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>結構應力場</strong></p><p class="ql-align-center"><strong>圖2 仿真結果</strong></p><p>感興趣的朋友請下載模型源文件，歡迎交流合作</p><p><br></p>
展開 數字巖心三維重建及滲流仿真 ￥3000
一直以來數值模擬就是研究巖石滲流性質的重要方法,通過模擬巖石中流體的運動和分布狀態,來確定各種流體在巖石中的絕對滲透率和相對滲透率,研究微觀尺度的滲流機理,為儲層評價提供依據.利用數值模擬方法可以減少實驗室滲流實驗,省時省力且直觀準確.目前,滲流數值模擬的方法眾多,從宏觀和微觀兩個尺度都可以,宏觀尺度的模擬主要是求解一系列微分方程來來確定巖石中流體的流速場;而微觀尺度的模擬主要有兩種思路,一種是以整體數字巖心為基礎,考慮邊界條件,采用有限元,格子玻爾茲曼等方法來確定巖石滲流性質,另一種是先建立孔隙網絡模型,采用孔隙級流動模擬理論和方法進行流動模擬并獲得巖石的滲流參數.
孔隙級的滲流數值模擬是研究巖心滲流的重要方法,隨著近年來 CT掃描等微觀成像和數字巖心的發展,滲流模擬研究能更好的貼近真實微觀結構,而孔隙網絡模型長久以來就是研究孔隙級滲流的基礎。
本篇文檔通過掃描電鏡SEM方法獲取了高精度的二維圖片，基于FIB連續切片掃描數據，采用MIMICS三重構軟件對數字巖心進行了重構，反應了真實的數字巖心的形貌，并獲得了局部聯通的孔隙網絡模型。采用COMSOL軟件進行了微觀滲流的模擬。
三維重建模型如圖所示：
滲流流線分析結果如圖所示：
展開 三維數字巖心重建及滲流仿真
本文展示了三維數字巖心重建后的孔隙網絡模型及滲流仿真結果，如圖所示：
孔隙網絡模型
有限元網格模型
滲流速度場
感興趣的朋友歡迎交流合作
COMSOL三維梯度多孔結構滲流模擬
三維梯度多孔結構（FGM）是一種孔隙率、孔徑等參數在三維空間內呈梯度分布的多孔材料。梯度孔隙結構的研究可優化傳熱傳質效率，調控流動路徑，提升能源存儲與材料性能，為復雜系統設計提供關鍵理論支持。本案例介紹在COMSOL內建立三維球體梯度孔隙結構模型，并進行滲流仿真模擬。
梯度多孔介質FGM模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建立，模型在AutoCAD內建立完成后導出為sat格式文件。通過插件可靈活控制孔隙率、梯度、孔徑分布及最小間距約束，生成符合實際工程需求的梯度孔隙結構。
將建立的三維梯度孔隙模型導入到COMSOL軟件，在COMSOL內定義流體屬性物理域后，需明確流體物性參數（如動力黏度、密度），為后續仿真提供基礎條件。
對模型添加滲流研究，設置邊界條件并劃分網格。網格劃分需兼顧計算效率與精度，并確保流動細節的捕捉能力。
提交計算查看流體在梯度多孔介質中的壓力及流速模擬結果。
展開 COMSOL裂隙流
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。
[地下水] 談談Visual Modflow和Feflow的區別
Visual Modflow和FEFLOW都是當前世界上十分流行的可用于模擬三維地下水流和溶質運移模擬評價專業軟件系統，屬商業軟件。它們都具有直觀的、強有力的圖形交互界面，模型剖分、輸入參數和模擬結果，都可以用圖形顯示，并支持三維可視化和，做到了真正的人機對話，在許多行業和部門內得到了廣泛的應用。但同時，它們之間卻存在著許多差別，各有千秋：
（1）從軟件功能上看，FEFLOW要比Visual MODFLOW更為全面一些，FEFLOW除了可以模擬Visual Modflow所能模擬的二維、三維飽和流狀態的水流和溶質運移問題之外，還可以模擬多層自由表面含水系（包括滯水模擬）、熱轉遞、可變密度流場（鹽水或海水入侵問題）以及非飽和帶流場及物質運移問題。
（2）從數值法的計算原理上，Visual Modflow采用的是有限差分法，而FEFLOW采用的是有限單元法。
（3）從離散化方面來說，由于Visual Modflow采用的是有限差分法，所以對所模擬的地質體采用矩形網格進行剖分，這種網格的優點在于，用戶易于準備數據文件，便于輸入文件的規范化，但是，當需要在所關注的地點附近（比如井附近）要增加計算單元的密度，就必須同時對經過該點附近區域的所有的行和列都進行加密，這樣使得計算量大大增加。而FEFLOW不存在這個問題，由于其采用的是有限單元法，其剖分單元的形狀可以是靈活多變（可以是三角形、也可以是矩形），一般采用三角形剖分，加密的時候，可以只對感興趣的地方加密，相比Visual Modflow來講，減少了運算量。用三角形剖分的另一個好處是，在刻畫模擬區的外部邊界時，可以利用三角形的邊很好地控制外邊界范圍，這樣刻畫出來的邊界比用Visual Modflow刻畫出的外部邊界要精確。以上兩點通過兩個軟件的實例便可看出。
展開 堤防大壩設計，七大要點！
四、滲流分析
對于土石壩，因它的壩體材料在一定程度上是透水的，一般允許有限的水流通過其壩體而運動，所以土石壩除研究地基的滲流外，還要研究土石壩壩體中的滲流以及壩體內產生的孔隙壓力。
導致大壩災難性破壞的原因及基本模式有五種：①溢洪道的泄洪能力不足，洪水漫過原來按不過水壩設計的壩頂，溢流而下;②壩體連同部分地基沿軟弱面發生滑移破壞;③壩體因揚壓力過大而沿壩基面滑動;④壩體或壩基因管涌或流土而破壞;⑤壩的上、下邊坡發生滑移破壞。滲流在后四種模式中起著重要的作用。此外，水庫水的過量滲漏、水庫岸坡的穩定性、水庫誘發地震等，也都與滲流的作用密切相關。根據大壩的結構特點和設計要求，進行如下三方面的計算就可達到選取恰當的防滲措施和校驗建筑物在滲流作用下是否安全的目的。
(一)確定滲透壓力
對于混凝土壩(或水閘)地基中的有壓滲流，要確定沿建筑物地下輪廓線的滲透壓力分布，計算揚壓力，以便驗算建筑物的穩定性。對于土石壩的無壓滲流，應確定浸潤線位置和壩體、壩基內的滲透力分布，以便驗算壩坡和壩基的穩定，確定防滲體(防滲鋪蓋、斜墻、心墻或截水墻等)的長度和厚度等幾何尺寸。
(二)確定滲透坡降(或流速)
首先應確定滲流的出逸坡降，驗算出口處有無發生局部流土和管涌破壞的危險。對于粗細粒兩層土的交界面，以及壩底與地基的接觸面，則應檢驗是否會發生接觸沖刷和流土。對于土石壩壩體中的各種防滲體，也應驗算其抗滲強度是否滿足要求。
(三)確定滲流量
需要計算流入下游地基或排水設備的滲流量，以便為估算水庫的漏水損失和確定排水設各提供可靠的設計依據。
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。
展開 巖土工程有限元軟件及其發展趨勢
2002年SAGE CRISP推出三維捆綁產品，這個三維捆綁軟件包括FEMAP程序，CRISP程序，和 SAGE CRISP三維工具。
特點：臨界狀態土的本構模型較完善，圖形用戶界面一般，三維功能發展滯后。
(7) GeoFEA
簡介：GeoFEA 由新加坡國立大學的研究人員基于CRISP90開發的非線性有限元軟件，經過10多年的發展于2006年推向市場，軟件一開始就具有二維和三維建模能力。
特點：繼承了Crisp的特點，臨界狀態土的本構模型較完善，三維建模能力較強，巖土工程專業化前后處理功能還有待加強。
(8) GeoStudio
簡介：GeoStudio是由GEO-SLOPE International Ltd.公司開發的軟件，GEO-SLOPE的主要創始人是非飽和土力學的奠基人之一Delwyn G. Fredlund教授。GeoStudio最新版本（2007年5月發布）共包含9個專業分析模塊。軟件系列模塊有：計算邊坡穩定的SLOPE/W；用于地下水滲流分析的SEEP/W ；用于應力-變形分析的SIGMA/W ；用于地震地震應力應變分析的QUAKE/W；用于地熱分析的TEMP/W；用于地下污染物傳輸的CTRAN/W；用于氣流分析的AIR/W；VADOSE/W: 專業的模擬環境變化、蒸發、地表水、滲流及地下水對某個區或對象的影響分析軟件；三維滲流分析軟件Seep3D。
特點：界面簡單，非飽和土和非穩定滲流計算方面較好。軟件開放性差，不便于進行二次開發。
(9) Midas GTS
簡介：Midas GTS是韓國MIDAS IT公司的系列產品之一，MIDAS IT最初是韓國的浦項制鐵(POSCO)集團的一個子公司。
展開 COMSOL注漿及巖芯模型合輯
模型14：數字巖心滲流
模型15：數字巖心三維重建及滲流仿真
模型16：多孔巖心流動仿真
模型17：巖芯注高溫二氧化碳
