滲流
關(guān)注創(chuàng)建者：賈攀 創(chuàng)建時(shí)間：2016-12-01
滲流的視頻教程
abaqus非穩(wěn)態(tài)非飽和滲流教程
本教程包括以下章節(jié)： 穩(wěn)態(tài)飽和滲流 非穩(wěn)態(tài)非飽和滲流效果展示 非穩(wěn)態(tài)飽和滲流及其【數(shù)值震蕩】 【Forchheimer定律】講解 穩(wěn)態(tài)非飽和滲流 非穩(wěn)態(tài)非飽和滲流（涉及參數(shù)調(diào)整） 各項(xiàng)異性滲流（石油領(lǐng)域用的多） 課程結(jié)束，謝謝大家觀看。 歡迎溝通交流
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ABAQUS基坑非飽和滲流詳解
從原理到操作對(duì)采用ABAQUS進(jìn)行非飽和土滲流分析方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。 通過(guò)交互導(dǎo)出inp文件的方法對(duì)單元進(jìn)行分組，確定單元面的編號(hào)，并從單元拓?fù)潢P(guān)系的角度介紹了確定單元面編號(hào)的方法。 講解了滲流分析中存在的四種滲流邊界，著重講解了自由溢出邊界設(shè)置的兩種方法，并通過(guò)基坑管井降水模型介紹操作過(guò)程。
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279#FLUENT精典案例-考慮地下水滲流作用下的地源熱泵豎直雙 U 地埋管群傳熱特性仿真
計(jì)算時(shí)，考慮土壤的分層和滲流，模型中對(duì)各層土壤進(jìn)行了劃分（即將模型中土壤部分切成若干層，如上圖）。地下水滲流以及管孔布置如下圖所示，滲流方向與X軸呈30度夾角。
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滲流的實(shí)例教程
滲流是多孔介質(zhì)內(nèi)的流體運(yùn)動(dòng)。滲流力學(xué)研究多孔介質(zhì)內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用。滲流力學(xué)分為理論滲流力學(xué)、計(jì)算滲流力學(xué)（數(shù)值模擬）和實(shí)驗(yàn)滲流力學(xué)。
滲流力學(xué)理論和應(yīng)用涉及多種工程技術(shù)和多個(gè)產(chǎn)業(yè)。諸如石油、天然氣、煤層氣、頁(yè)巖油氣、天然氣水合物、地下水、地下鹵水、地?zé)帷⒚汉外櫟鹊叵沦Y源能源的成藏和開采，大壩、土壩、水堤、邊坡和水渠等水工工程，土壤改良和鹽堿化防治等農(nóng)田水利工程，地震、地面沉降、海水和咸水入侵等災(zāi)害的防治，重金屬、農(nóng)藥和病菌病毒等對(duì)地下水和土壤的生物和化學(xué)污染的防治，電廠粉煤灰場(chǎng)、排土場(chǎng)浸堆、尾礦堆、垃圾填埋場(chǎng)工程，核廢料、CO2及各種廢棄物的地下埋藏，地下儲(chǔ)氣庫(kù)和隧道建設(shè)等地下工程，染料顏料、粉末冶金、燃料電池和超濾膜等工業(yè)，甚至生物醫(yī)學(xué)、古文物保護(hù)等，都需要滲流理論、滲流計(jì)算和滲流動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等作為其工程技術(shù)的基礎(chǔ)和方法。
滲流力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣闊，發(fā)展速度亦逐步加快。由于生產(chǎn)實(shí)踐中滲流問(wèn)題的復(fù)雜程度、計(jì)算分析所需的高精確度以及科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)課題的難度都不斷增加，因此現(xiàn)代滲流力學(xué)的理論深度和應(yīng)用方法也較快提高。下面主要以油氣滲流為例，簡(jiǎn)述當(dāng)前滲流力學(xué)發(fā)展值得重視的幾個(gè)方面。
1）納米多孔介質(zhì)滲流。長(zhǎng)期以來(lái)，滲流研究計(jì)算涉及的多孔介質(zhì)的孔隙尺寸一般是微米級(jí)，其滲透率一般是毫達(dá)西級(jí)。如今，生產(chǎn)實(shí)際中的儲(chǔ)層多孔介質(zhì)越來(lái)越多的屬納米級(jí)多孔介質(zhì)。其孔隙尺寸小至數(shù)十至數(shù)百納米甚至只有幾個(gè)納米，滲透率小至數(shù)十至數(shù)百微達(dá)西，甚至僅數(shù)個(gè)微達(dá)西（例如頁(yè)巖油氣、致密灰?guī)r油、致密砂巖油氣的儲(chǔ)層及煤層氣儲(chǔ)層等）。納米級(jí)多孔介質(zhì)內(nèi)的滲流規(guī)律（包括物理學(xué)、化學(xué)、物理化學(xué)、生物和力學(xué)等過(guò)程）及相應(yīng)的計(jì)算分析方法等與微米級(jí)多孔介質(zhì)滲流相比，很可能有較大差異，需要認(rèn)真研究。
展開 （附件slpoe_allfix）
瞬態(tài)滲流不考慮固結(jié)沉降
（2）瞬態(tài)滲流考慮固結(jié)沉降時(shí)（采用Soil，Transient分析步，只約束邊界節(jié)點(diǎn)位移），邊坡水平面采用*Sflow邊界和只設(shè)置水平面零孔壓邊界均只需43子步完成計(jì)算，中間只報(bào)1U，收斂效果完全相同，孔壓隨時(shí)間動(dòng)態(tài)演變，直至平衡。（附件slope_sflow2、slpoe_pore）
邊坡孔壓 /Pa（每個(gè)Frame0.5小時(shí)）
（3）瞬態(tài)滲流考慮固結(jié)沉降時(shí)，邊坡水平面和斜坡面均采用*Sflow邊界和設(shè)置水平面零孔壓邊界、斜坡面*Sflow邊界均只需43子步完成計(jì)算，中間只報(bào)1U，收斂效果完全相同，孔壓隨時(shí)間動(dòng)態(tài)演變，直至平衡。（附件slope_sflow12、slpoe_pore_sflow1）
邊坡孔壓 /Pa（每個(gè)Frame0.5小時(shí)）
4. 隧洞算例（小三維C3D8P）
隧洞尺寸
（1）瞬態(tài)滲流不考慮固結(jié)沉降時(shí)，洞壁采用*Sflow邊界和采用零孔壓邊界收斂效果完全相同，但孔壓在第一子步就達(dá)到穩(wěn)狀態(tài)定，沒(méi)有隨時(shí)間的變化過(guò)程。（附件tunnel_allfix）
第一子步孔壓計(jì)算結(jié)果 /Pa
（2）瞬態(tài)滲流考慮固結(jié)沉降時(shí)，洞壁采用*Sflow邊界和采用零孔壓邊界收斂效果完全相同，而且孔壓均隨時(shí)間動(dòng)態(tài)演變，逐漸穩(wěn)定。（附件tunnel_pore0、tunnel_sflow）
隧洞孔壓 /Pa（每個(gè)Frame0.1小時(shí)）
隧洞位移 /m（每個(gè)Frame0.1小時(shí)）
展開 作了這種簡(jiǎn)化后的滲流其實(shí)只是一種假想的土體滲流，稱為滲流模型。為了使滲流模型在滲流特性上與真實(shí)的滲流相一致，它還應(yīng)該符合以下要求。
(1)在同一過(guò)水?dāng)嗝妫?em>滲流模型的流量等于真實(shí)滲流的流量。
(2)在任一截面上，滲流模型的壓力與真實(shí)滲流的壓力相等。
(3)在相同體積內(nèi)，滲流模型所受到的阻力與真實(shí)滲流所受到的阻力相等。
直接測(cè)定的方法有：(1)常水頭滲透試驗(yàn)；(2)變水頭滲透試驗(yàn)；(3)現(xiàn)場(chǎng)抽、注水試驗(yàn)。間接的方法有：(1)從固結(jié)試驗(yàn)中推算；(2)水平毛細(xì)管試驗(yàn)；(3)利用海森(Hazen)公式，從顆粒大小來(lái)推算。通常在土工試驗(yàn)規(guī)程和手冊(cè)中，列有常水頭試驗(yàn)和變水頭試驗(yàn)兩種。常水頭試驗(yàn)適用于k=10-2~10-3cm/s的土；變水頭試驗(yàn)適用于h=10-3cm/s以下的土。因此，試驗(yàn)時(shí)，可以從事先進(jìn)行的顆粒大小分析中，估計(jì)滲透系數(shù)的大致范圍，選擇試驗(yàn)方法。
常水頭滲透試驗(yàn)適用于強(qiáng)透水性的粗粒土（k>10-3cm/s).本試驗(yàn)采用純水，應(yīng)在試驗(yàn)前用抽氣法或煮沸法脫氣，以排除氣泡的影響。
展開 編譯：葛越峰 上海安世亞太流體應(yīng)用工程師
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滲流的概念
滲流是指流體在多孔介質(zhì)內(nèi)的流動(dòng)。滲流現(xiàn)象廣泛存在于人造材料和自然界中。如地下水的開發(fā)、石油的開發(fā)、天然氣收集、煤炭的開采等都需要對(duì)滲流進(jìn)行分析研究。
滲流力學(xué)主要研究流體在多孔介質(zhì)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是流體力學(xué)的一個(gè)分支。
但同時(shí)又與多孔介質(zhì)理論、表面物理、物理化學(xué)、固體力學(xué)和生物學(xué)等學(xué)科交叉滲透，是一門綜合的學(xué)科。當(dāng)前的研究主要集中在單相滲流理論、多相滲流理論、雙重介質(zhì)滲流理論、滲流基本定律和多孔介質(zhì)理論。
滲流理論的應(yīng)用面也很廣。
如在生物醫(yī)療領(lǐng)域、海水入侵，水利水電工程、農(nóng)林工程、凍土工程等都需要對(duì)滲流進(jìn)行分析。
研究滲流區(qū)域內(nèi)水頭或地下水位的分布，滲流對(duì)建筑物基底的作用力，區(qū)域內(nèi)滲流量，滲流速度以及滲流對(duì)多孔結(jié)構(gòu)的影響等。
按其應(yīng)用范圍，大致可以劃分為地下滲流、工程滲流、生物滲流3個(gè)方面。
CFD仿真在多孔介質(zhì)中的運(yùn)用
ANSYS Fluent 中Porous Zone可以分析液體在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)趨勢(shì)。
本次以簡(jiǎn)單模型，模擬液體在多孔介質(zhì)內(nèi)的流動(dòng)情況。
▲上圖陰影區(qū)域?qū)?yīng)下面視頻中的多孔介質(zhì)區(qū)域
滲透與滲流
實(shí)際生活中往往觀察到的是液體向固體縫隙內(nèi)部滲透的現(xiàn)象，為了分析這一現(xiàn)象，我們引入了滲流概念。
滲透
地下水在巖石孔隙或多孔介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)，液體在彎曲孔隙中流動(dòng)，速度各不相同。為了研究地下水的整體運(yùn)動(dòng)特征，引入滲流的概念。
滲流
具有實(shí)際水流的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（流量、水頭、壓力、滲透阻力），并連續(xù)充滿整個(gè)含水層空間的一種虛擬水流；是用以代替真實(shí)地下水流的一種假想水流。
展開 數(shù)字巖心三維重建及滲流仿真 ￥3000
一直以來(lái)數(shù)值模擬就是研究巖石滲流性質(zhì)的重要方法,通過(guò)模擬巖石中流體的運(yùn)動(dòng)和分布狀態(tài),來(lái)確定各種流體在巖石中的絕對(duì)滲透率和相對(duì)滲透率,研究微觀尺度的滲流機(jī)理,為儲(chǔ)層評(píng)價(jià)提供依據(jù).利用數(shù)值模擬方法可以減少實(shí)驗(yàn)室滲流實(shí)驗(yàn),省時(shí)省力且直觀準(zhǔn)確.目前,滲流數(shù)值模擬的方法眾多,從宏觀和微觀兩個(gè)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(lái)來(lái)確定巖石中流體的流速場(chǎng);而微觀尺度的模擬主要有兩種思路,一種是以整體數(shù)字巖心為基礎(chǔ),考慮邊界條件,采用有限元,格子玻爾茲曼等方法來(lái)確定巖石滲流性質(zhì),另一種是先建立孔隙網(wǎng)絡(luò)模型,采用孔隙級(jí)流動(dòng)模擬理論和方法進(jìn)行流動(dòng)模擬并獲得巖石的滲流參數(shù).
孔隙級(jí)的滲流數(shù)值模擬是研究巖心滲流的重要方法,隨著近年來(lái) CT掃描等微觀成像和數(shù)字巖心的發(fā)展,滲流模擬研究能更好的貼近真實(shí)微觀結(jié)構(gòu),而孔隙網(wǎng)絡(luò)模型長(zhǎng)久以來(lái)就是研究孔隙級(jí)滲流的基礎(chǔ)。
本篇文檔通過(guò)掃描電鏡SEM方法獲取了高精度的二維圖片，基于FIB連續(xù)切片掃描數(shù)據(jù)，采用MIMICS三重構(gòu)軟件對(duì)數(shù)字巖心進(jìn)行了重構(gòu)，反應(yīng)了真實(shí)的數(shù)字巖心的形貌，并獲得了局部聯(lián)通的孔隙網(wǎng)絡(luò)模型。采用COMSOL軟件進(jìn)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(jié)果如圖所示：
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滲流的最新內(nèi)容
ABAQUS多孔結(jié)構(gòu)建模2D7個(gè)月前
ABAQUS二維隨機(jī)多孔結(jié)構(gòu)建模，可有效表征孔隙隨機(jī)分布與連通特性，結(jié)合有限元方法精確模擬在復(fù)雜載荷下的力學(xué)響應(yīng)與損傷演化過(guò)程，或進(jìn)行孔隙區(qū)域內(nèi)的流體模擬滲流分析。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立隨機(jī)分布的多孔結(jié)構(gòu)二維模型。
技術(shù)鄰針對(duì)性解決方案
1) 低門檻入門，不用 “啃厚書”：不用先學(xué)半年理論，講師直接以你的課題模型（如 “深水管道滲流耦合”“自由表面水動(dòng)力仿真”）為核心，從 “導(dǎo)入幾何模型→設(shè)置材料參數(shù)” 一步步教，甚至幫你簡(jiǎn)化復(fù)雜模型（如 “將不規(guī)則管道簡(jiǎn)化為規(guī)則形狀，不影響核心結(jié)果”），1-2 天就能上手；
2) 幫你 “校準(zhǔn)” 結(jié)果，避免數(shù)據(jù)無(wú)效：講師會(huì)先幫你完成一次正確的仿真，出具包含數(shù)據(jù)圖表的報(bào)告
CAD隨機(jī)多邊形插件2D專業(yè)版7個(gè)月前
插件采用嚴(yán)格的多邊形干涉判別算法，相較于傳統(tǒng)的外接圓形相交判別可實(shí)現(xiàn)更高的多邊形占比，及生成更為合理的多邊形分布；插件具有精美的UI界面及生成進(jìn)度提示條，可直觀查看建模狀態(tài)；生成的CAD隨機(jī)多邊形模型可快速導(dǎo)入COMSOL、ABAQUS、ANSYS、LS-DYNA、Fluent等有限元軟件內(nèi)，用于混凝土細(xì)觀模型、隨機(jī)多邊形顆粒分布的力學(xué)、滲流、傳熱等多領(lǐng)域有限元仿真模擬分析。
PFC-Darcy流固耦合滲流侵蝕案例8個(gè)月前
以下是PFC-Darcy雙向耦合計(jì)算滲流侵蝕的案例說(shuō)明
案例說(shuō)明
兩種不同直徑的顆粒組合，重力向下，滲流方向向上。
Level-set方法可以用于模擬注水過(guò)程中的油水兩相流動(dòng)，幫助工程師更好地理解油水在油藏孔隙介質(zhì)中的滲流規(guī)律，預(yù)測(cè)注水波前的推進(jìn)速度和形態(tài)，以及優(yōu)化注水方案，提高注水效果和原油采收率。此外，在石油工程中還涉及到諸如油井井筒內(nèi)的氣液兩相流動(dòng)、油氣水三相分離等多相流問(wèn)題，Level-set方法也可以為這些設(shè)備的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。
一鍵算出材料缺陷+3D建模黑科技11個(gè)月前
行業(yè)定制化方案
材料科學(xué)版：集成JMatPro熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，可直接預(yù)測(cè)相變對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的影響
生物醫(yī)學(xué)版：內(nèi)置DICOM-RT模塊，支持放療劑量分布與器官三維模型的融合分析
石油地質(zhì)版：獨(dú)家提供數(shù)字巖心仿真流模塊，可模擬多相滲流過(guò)程
3.
對(duì)模型添加滲流研究，設(shè)置邊界條件并劃分網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分需兼顧計(jì)算效率與精度，并確保流動(dòng)細(xì)節(jié)的捕捉能力。
提交計(jì)算查看流體在梯度多孔介質(zhì)中的壓力及流速模擬結(jié)果。
例如，巖土工程中的滲流問(wèn)題、初始應(yīng)力和應(yīng)變場(chǎng)，以及混凝土結(jié)構(gòu)中的不均勻溫度場(chǎng)等，這些在實(shí)際物理模型中難以模擬的現(xiàn)象，都可以通過(guò)有限元法得到有效處理。</p><p>（3）有限元法在結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在過(guò)去，科研人員主要針對(duì)靜力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行精確求解，而對(duì)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的處理則相對(duì)困難。有限元法的出現(xiàn)極大地改善了這一狀況，使得結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的精確求解成為可能。
例如，巖土工程中的滲流問(wèn)題、初始應(yīng)力和應(yīng)變場(chǎng)，以及混凝土結(jié)構(gòu)中的不均勻溫度場(chǎng)等，這些在實(shí)際物理模型中難以模擬的現(xiàn)象，都可以通過(guò)有限元法得到有效處理。</p><p>（3）有限元法在結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在過(guò)去，科研人員主要針對(duì)靜力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行精確求解，而對(duì)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的處理則相對(duì)困難。有限元法的出現(xiàn)極大地改善了這一狀況，使得結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的精確求解成為可能。
例如，巖土工程中的滲流問(wèn)題、初始應(yīng)力和應(yīng)變場(chǎng)，以及混凝土結(jié)構(gòu)中的不均勻溫度場(chǎng)等，這些在實(shí)際物理模型中難以模擬的現(xiàn)象，都可以通過(guò)有限元法得到有效處理。</p><p>（3）有限元法在結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在過(guò)去，科研人員主要針對(duì)靜力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行精確求解，而對(duì)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的處理則相對(duì)困難。有限元法的出現(xiàn)極大地改善了這一狀況，使得結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的精確求解成為可能。
