数值模拟在银川市地下水资源开采评价中的应用

在研究银川市地下水系统特征的基础上,建立了数值模型对地下水位动态进行模拟和预测,进而对开采资源作出评价。     

煤层气单井开采数值模拟的研究

对煤层气的流动机理进行了分析。结果表明,煤层中的甲烷气主要以吸附的方式储集在煤基质中,煤层割理系统提供渗流通道。煤层气在煤基质中的中吸附遵循朗格缪尔等温方程;煤层气由煤基质向割理系统的扩散遵循ＦＩｃｋ第一定律;煤层气在割理系统的流动循环达西定律。借鉴美国现有模型,结合我国现场实际情况,建立了二维煤层气垂直井的非平衡拟稳态井底渗流数学模型。现场实例模拟计算表明,该模型用于煤层单井数值模拟。     

过渡期开采矿山的有限单元法数值模拟

研究数值模拟在露天转地下过渡期开采矿山的应用，是一项很有价值的工作。着重探讨了有限元数值模拟的方法和技巧，如边界条件的确定、岩体力学参数的确定以及模型的建立等等，并结合石人沟铁矿进行了验证，提出了相应的保证边坡稳定的防护措施。     

煤矿开采沉陷预测的数值模拟

运用求解非线性大变形问题有限差分法（FLAC），对开采引起的岩体移动和地表沉陷进行了研究，总结出了岩体移动的基本特征和地表沉陷和相关参数，所得结果对现场开采具有一定的指导作用，对开采所致的地表沉陷的治理提供了科学依据。     

过渡期开采矿山的有限单元法数值模拟

研究数值模拟在露天转地下过渡期开采矿山的应用,是一项很有价值的工作.着重探讨了有限元数值模拟的方法和技巧,如边界条件的确定、岩体力学参数的确定以及模型的建立等等,并结合石人沟铁矿进行了验证,提出了相应的保证边坡稳定的防护措施.     

降落漏斗区流场的灰色数值模拟方法研究

对地下水降落漏斗区流场进行灰色数值模拟时,应充分考虑漏斗区内水流的流向问题。由于流向的不同,所建立的方程也有差异。基于这一思想,在建立了地下水流基本灰色有限差分方程的基础上,探讨了降落漏斗区的灰色数值方程的求解方法;并对武安市东部水源地进行了模拟。模拟结果表明,所提出的解法具有很好的应用效果,从而验证了这种新的模拟方法的正确性。对开展地下水降落漏斗区的地下水资源评价和水环境保护具有积极的指导意义。     

天然气水合物开采方法及数值模拟研究评述

天然气水合物是21世纪的一种新型洁净能源,资源量大,分布广,其勘探开发技术已得到各国的重视.综合介绍了天然气水合物的概况及其分布,分析了目前提出的降压法、加热法、添加化学剂法等各种开采方式,介绍并对比了有关水合物藏开采计算的各种数学模型.研究认为TOUGH2通用数值模拟软件中加入的EDSHYDR模块是目前水合物藏开采计算的最佳模型.     

天然气水合物开采方法及数值模拟研究评述

天然气水合物是21世纪的一种新型洁净能源，资源量大，分布广，其勘探开发技术已得到各国的重视。综合介绍了天然气水合物的概况及其分布，分析了目前提出的降压法、加热法、添加化学剂法等各种开采方式，介绍并对比了有关水合物藏开采计算的各种数学模型。研究认为TOUGH2通用数值模拟软件中加入的EDSHYDR模块是目前水合物藏开采计算的最佳模型。     

不同间距上保护层开采卸压效应UDEC数值模拟

为了对比研究不同间距上保护层开采时对被保护煤层的保护效果,利用UDEC软件对不同间距上保护层开采卸压效应进行了数值模拟,得到不同间距保护层开采时,被保护层在开采过程中的垂直应力和位移变化规律,结果表明:上保护层开采后,采空区下部的被保护层垂直应力随间距的减小而减小,垂直位移随间距的减小而升高.并且模拟得出开采后不同间距被保护层的卸压率、卸压角和变形膨胀率,为预防煤与瓦斯突出,优化卸压瓦斯抽采系统,提高卸压瓦斯抽采质量浓度、抽采量以及抽采率提供了一定理论依据.     

不同采高上保护层开采卸压效应的UDEC数值模拟研究

利用UDEC软件对不同采高上保护层开采卸压效应进行了数值模拟,得到了在不同采高的上保护层开采时,被保护层在开采过程中的应力和位移变化规律,结果表明：上保护层开采后,采空区下部的被保护层垂直应力随着采高的增加而减小,垂直位移随着采高的增加而升高.为预防煤与瓦斯突出,优化卸压瓦斯抽采系统,提高卸压瓦斯抽采浓度、抽采量以及抽采率提供了一定理论依据.     

凹陷式开采石灰岩矿区地下水渗流数值模拟

露天凹陷式开采石灰岩矿区的疏干降水过程将形成降水漏斗,并改变区域地下水流场;定量刻画开采条件下的地下水渗流对矿区涌水量预测及相关环境地质问题防治有重要的实际意义。以广东某石灰岩矿区为例,采用地下水渗流数值模型模拟了矿坑开采速度分别为4、5、8 m/a条件下的地下水流场变化过程。模拟结果表明：在开采条件下,研究区地下水位不断降低,水位下降速率与开采速度之间呈正相关关系;开采形成的降落漏斗将延伸至矿区所在水文地质单元边缘,形成时间与速度成反比;区域范围内的地下水位年内动态与降雨季节变化一致,波动幅度随与矿坑距离增加而减小、随渗透系数降低而增加,但受开采速度影响不明显。开采初期,矿坑涌水量随开采深度和开采速度增加而增大;但当矿坑开采深度达40 m时,研究区浅层第四系孔隙水和溶洞裂隙水基本疏干,涌水量基本不再随开采深度增加,以4、5、8 m/a速度开采的矿区稳定涌水量分别为7 970、8 240、9 030 m³/d。该研究结果可为类似石灰岩矿区开采方案设计及周边地下水位动态监测提供参考。     

上海青浦城区西北片河网调水方案的效果分析

利用经过实际调水过程验证的二维数学模型,对上海青浦城区西北片河网的9种调水工况(6种边引边排和3种先排后引)进行了数值仿真,获得了每种工况结束时刻河网内的污染物浓度分布.以模拟结果为基础,对比分析了每种工况的调水效果,进而提出了优化的调水方案.     

不同加湿模式下甲烷湍流燃烧特性数值模拟

为研究水蒸气对甲烷燃烧的影响,基于简化的24步甲烷气相反应动力学机理,通过数值模拟的方法研究了在助燃空气和燃料中分别添加同体积的水蒸气对甲烷同轴湍流扩散火焰流场、组分浓度分布及污染物生成的影响,重点分析了中间产物OH基团对燃烧温度、污染物生成的影响.结果 表明:添加水蒸气后,两种加湿方式下整体燃烧室温度均降低,燃料预混水蒸气燃烧方式下降低幅度较大;该模式下对控制污染物排放效果优于空气预混水蒸气,最后基于燃烧稳定性和控制污染物排放确定了一种最优的蒸汽燃料预混比例为71.4％ CH4/28.6％ H2O.     

XX油藏开发技术界限数值模拟研究

在精细刻画XX油藏地质特征的基础上,利用相控建模方法,建立三维地质模型.并在此基础上,运用数值模拟方法,模拟计算在不同的开发方式、布井方式、注采比、采油速度、注水时机时油藏未来开发指标,得出XX油藏合理开发技术界限,为指导油田下步生产开发提供依据.     

重庆南温泉背斜地下热水资源衰减过程数值模拟研究

在论述重庆南温泉背斜地下热水的水文地质特征的基础之上,采用有限元数值模拟方法,建立数学模型;并采用实测水位与模拟水位对比进行模型校正,当模拟水位与实测水位相近时,所得的模型是符合客观实际的.根据南温泉地下热水水位下降的特征,分4个阶段,采用已校正的数学模型模拟分析1962年到1991年南温泉地下热水资源量衰减的过程,定量分析其衰减原因.南温泉背斜地下热水水位降低,天然温泉断流,原因为同一个地下热水系统被多个开发点混乱开采.此研究为今后合理开发和有效保护地下热水资源环境提供科学依据.     

不同侧风类型影响下的飞机尾涡数值模拟研究

在航空飞行中,低空风切变极易对处在起飞爬升或进近着陆阶段的飞机带来安全隐患,严重时会导致飞机失速甚至坠毁。低空风切变往往还具有持续时间短、尺度小、突发性强等特点。因此在中国民航和通用航空业高速发展的背景下,加强对飞机遭遇低空风切变的数值模拟仿真和研究具有重要意义和实际价值。采用SST模型并使用FLUENT计算尾涡演化,通过构建H-B尾涡耗散二维模型,应用ANSYS FLUENT UDF(user defined function)编译环境侧风不同的7种情况进行尾涡耗散机理的数值模拟,通过对比成都双流机场实地探测的尾涡发现在非线性垂直切变影响下侧风和涡诱导速度的叠加会导致尾涡对周围的压力分布不对称,引起尾涡对倾斜。     

低渗透油田不同渗透率条件下蒸汽驱受效规律数值模拟研究

根据现场提供的朝阳沟油田蒸汽驱试验区的动、静态数据,首先用Petrel软件建立试验区相控地质模型,然后应用CMG软件中的STARS模块进行数值模拟。研究了地层平均渗透分别为1×10-3μm2、2×10-3μm2、5×10-3μm2、8×10-3μm2、10×10-3μm2、15×10-3μm2、30×10-3μm2七种方案进行蒸汽驱开采时,蒸汽驱的受效规律。结果表明:水驱油藏转蒸汽驱开发的渗透率下限值为10×10-3μm2。采用连续注蒸汽驱三类区块开发效果最差,连续注蒸汽驱开发仅适用于朝阳沟油田的一类及二类区块。     

不同边界条件下的二维声波方程数值模拟研究

地震波场数值模拟是研究波动现象的重要手段之一,它对于油气田的勘探和开发具有重要意义。数值模拟过程中,需要通过添加边界条件来尽可能消除由于截断所产生的边界反射。本文选取雷克子波作为震源项,分别建立均匀及层状地质模型,拟定合适的波场模拟参数,实现了不同边界条件下的二维声波方程数值模拟。利用数值模拟得到的波场快照和地震记录直观地对比分析不同边界条件对边界反射的消除效果,本文认为透明边界条件(以下简称TBC吸收边界条件)和Clayton-Engquist边界条件(以下简称CE吸收边界条件)都能够较好地消除边界反射。最后,本文提出了一种组合边界条件的方法。     

共和盆地增强型地热系统开采过程数值模拟

 干热岩资源是未来重要的清洁型能源,增强型地热系统(EGS)能够实现干热岩资源的开发利用。青海共和盆地干热岩资源储量巨大,可以作为EGS 系统的靶区之一。水在热储层中的运移包含复杂的水-热耦合过程,不同的EGS 运行方案对电厂发电能力有重要影响。本文基于共和盆地深部地质条件,建立了表征EGS 系统水热特征的数值模型,研究了温度场、压力场的时空分布特征,并分析注入流体温度和循环流速两个可控因素对提热过程的影响。结果表明:在设计的运行方案(循环流速20 kg/s;注入温度60℃)下,最大提热速率可达11 MW,储层寿命为22 年。注入温度每降低10℃,系统最大提热速率约增加10%,且对储层寿命没有明显影响;增加循环流速可以得到更大的热提取速率,但会减少储层寿命。     

水压锥阀内流场的数值模拟

在大雷诺数下应用雷诺应力湍流模型和计算流体力学方法对锥阀的内部流场进行数值仿真计算,着重研究阀的结构参数、入口压力、出口压力、阀口开度等对锥阀流场的影响.研究结果表明:阀的结构参数对流场的分布和气穴的产生有较大的影响.同时随着阀口开度、入口压力的增加,低压区逐渐扩大,压力逐渐下降,产生气穴的区域也随着扩大;而随着出口压力的升高,低压区的压力也逐渐升高,产生气穴的区域也逐渐缩小,对气穴有一定的抑制作用.