基于扩展有限元法的水力压裂大物模实验的数值模拟 |
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引用本文: | 王涛,高岳,柳占立,王永辉,杨立峰,庄茁.基于扩展有限元法的水力压裂大物模实验的数值模拟[J].清华大学学报(自然科学版),2014(10):1304-1309. |
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作者姓名: | 王涛 高岳 柳占立 王永辉 杨立峰 庄茁 |
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作者单位: | 清华大学航天航空学院;中国石油集团科学技术研究院 |
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基金项目: | 国家科技重大专项(2012ZX05018-004);国家“九七三”重点基础研究发展计划(2013CB228004) |
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摘 要: | 该文在页岩水力压裂实验的基础上,采用扩展有限元方法(XFEM),发展了ABAQUS软件的显式用户单元子程序,实现了页岩水力压裂过程的初步数值模拟。通过在常规3维实体8节点单元中引入扩充自由度,实现在单元内引入不连续位移场,模拟了水力压裂的裂纹,且无需在裂纹扩展过程中重画网格。采用有限差分法(FDM)离散流体的连续方程,实现对裂缝内流体流动的模拟。对一般扩展有限元方法进行改进,引入虚拟节点,在显式方法中可以简化处理单元内的裂纹,同时在扩充8节点六面体单元中使用一点积分和沙漏控制,大大提高了计算效率。数值模拟结果与实验吻合得较好。
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关 键 词: | 扩展有限元法(XFEM) ABAQUS显式用户单元子程序 水力压裂 虚拟节点法 |
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