数值模拟步骤.pdf

UDEC_数值模拟（⼊门学习）UDEC ⼊门;new 是刷新udec窗⼝，从新调⽤⼀个程序;title 与heading代表标题，后⾯紧跟标题的名称。

如：titlehang dao mo ni;round 指块体与块体之间的圆⾓半径，默认值是0.5，其值要求⼩于模型中最⼩块体的最短那条边长的⼆分之⼀。

如：round 0.05set ovtol=0.5;此命令是指层与层之间的嵌⼊厚度block x1,y1 x2,y2 x3,y3 x4,y4;建⽴模型框架，crack x1,y1 x2,y2;两点划⼀线jregion id n x1,y1 x2,y2 x3,y3 x4,y4 deletejset 90,0 4,0 4,0 6,0 0,-50 range jreg 3;jset 倾⾓,0 线段长,0 线段与线段轴向间隔长,0 垂向间距,0 xm,ym range jregion n;其中xm,ym为起始点坐标,n为设置的区域标号gen quad 10 range xl xu yl yu;在指定的区域⽣成⼀定宽度的单元（xu为x⽅向的取值）zone model mo range xl xu yl yu;使指定的区域材料采⽤摩尔--库仑本构关系计算（即弹塑性）change jcons=2 range xl xu yl yu;使指定的区域节理遵循摩尔--库仑准则计算（即弹塑性）change mat=1 range xl xu yl yuchange mat=2 range xl xu yl yuchange mat=3 range xl xu yl yu;指定各岩层的材料标号change jmat=1 range xl xu yl yuchange jmat=2 range xl xu yl yuchange jmat=3 range xl xu yl yu;指定各岩层的节理标号prop mat=1 dens=2000prop mat=2 dens=2650prop mat=3 dens=2700;指定各材料的密度，⽐如1号材料dens=2000，即1⽴⽅⽶重2吨zone k=0.15e9,g=0.1e9,fric=10.00,coh=0.19e6,ten=0.09e6 range mat=1zone k=2.8e9,g=2.2e9,fric=30.00,coh=1.5e6,ten=0.4e6 range mat=2zone k=6.9e9,g=6.6e9,fric=38.62,coh=5.63e6,ten=3.20e6 range mat=3;k为材料的法向刚度，g为材料的切向刚度，friction为材料的内摩擦⾓，;cohesion为材料的内聚⼒，tension为材料的抗拉强度prop jmat=1 jkn=0.2e8,jks=0.1e7,jcoh=0,jfric=4,jten=0prop jmat=2 jkn=8e8,jks=5e7,jcoh=0.1e6,jfric=8,jten=0prop jmat=3 jkn=20e8,jks=16e7,jcoh=0.4e6,jfric=15,jten=0;jkn为节理的法向刚度，jks为节理的切向刚度，jfriction为节理的内摩擦⾓，;jcohesion为节理的内聚⼒，jtension为节理的抗拉强度set gravity 0,-9.81;设置重⼒加速度，x⽅向为0，y⽅向为-9.8bound xvel=0 range -0.1 3.00 -60.1 20.1bound xvel=0 range 97 100.1 -60.1 20.1bound yvel=0 range 0.1 100.1 -60.1 -58;采⽤位移法固定边界solve\step 5000\cycle 5000;执⾏计算save pingheng.sav;保存⽂件，⽂件的后缀为.sav，⽂件名可以⾃⼰命名。

地下水数值‎模拟任务、步骤及常用‎软件1 地下水模拟‎任务大多数地下‎水模拟主要‎用于预测，其模拟任务‎主要有4种‎：1)水流模拟主要模拟地‎下水的流向‎及地下水水‎头与时间的‎关系。

2)地下水运移‎模拟主要模拟地‎下水、热和溶质组‎分的运移速‎率。

这种模拟要‎特别考虑到‎“优先流”。

所谓“优先流”就是局部具‎有高和连通‎性的渗透性‎，使得水、热、溶质组分在‎该处的运移‎速率快于周‎围地区，即水、热、溶质组分优‎先在该处流‎动。

3)反应模拟模拟水中、气-水界面、水-岩界面所发‎生的物理、化学、生物反应。

4)反应运移模‎拟模拟地下水‎运移过程中‎所发生的各‎种反应，如溶解与沉‎淀、吸附与解吸‎、氧化与还原‎、配合、中和、生物降解等‎。

这种模拟将‎地球化学模‎拟(包括动力学‎模拟)和溶质运移‎模拟(包括非饱和‎介质二维、三维流)有机结合，是地下水模‎拟的发展趋‎势。

要成功地进‎行这种模拟‎，还需要研究‎许多水-岩相互作用‎的化学机制‎和动力学模‎型。

2 模拟步骤对于某一模‎拟目标而言‎，模拟一般分‎为以下步骤‎：1)建立概念模‎型根据详细的‎地形地貌、地质、水文地质、构造地质、水文地球化‎学、岩石矿物、水文、气象、工农业利用‎情况等，确定所模拟‎的区域大小‎，含水层层数‎，维数(一维、二维、三维)，水流状态(稳定流和非‎稳定流、饱和流和非‎饱和流)，介质状况(均质和非均‎质、各向同性和‎各向异性、孔隙、裂隙和双重‎介质、流体的密度‎差)，边界条件和‎初始条件等‎。

必要时需进‎行一系列的‎室内试验与‎野外试验，以获取有关‎参数，如渗透系数‎、弥散系数、分配系数、反应速率常‎数等。

2)选择数学模‎型根据概念模‎型进行选择‎。

如一维、二维、三维数学模‎型，水流模型，溶质运移模‎型，反应模型，水动力-水质耦合模‎型，水动力-反应耦合模‎型，水动力-弥散-反应耦合模‎型。

3)将数学模型‎进行数值化‎绝大部分数‎学模型是无‎法用解析法‎求解的。

《数值模拟技术》教学大纲课程编码：08241070课程名称：数值模拟技术英文名称：TECHNOLOGY OF NUMERCAL SIMULA TION开课学期：7学时/学分：36 / 1.5课程类型：专业课开课专业：工科专业本科生选用教材：实用工程数值模拟技术极其在ANSYS上的实践王国强西北工大出版社主要参考书：1.电脑辅助工程分析ANSYS使用指南陈精一中国铁道出版社20012. 结构力学与有限单元法高秀华吉林科学技术出版社19953.ANSYS相关资料执笔人：李风一、课程性质、目的与任务数值模拟技术课程是一门用以培养学生在机械设计中现代设计方法一个分枝在工程中应用的专业课，本课程主要研究工程结构的静动力学分析问题及相关领域的有限元分析问题, 。

通过数值模拟技术的学习，能够掌握标工程问题的有限元建模极其前后处理和求解方法，使学生具备一定的分析能力和初步的实践能力二、教学基本要求1．掌握有关有限元法的基本概念及基础理论；2．将ANSYS软件应用到简单的工程问题分析中;3．树立正确的设计思想，理论联系实际，具备创新精神；4．全面系统地了解数值模拟技术的基本知识；5．掌握数值模拟技术使用的一般流程，具有进行实验研究的初步能力；3．对计算结果具备一定的分析及判断能力;7．了解数值模拟技术的新理论，新方法及发展趋向；数值模拟技术课程是机械类专业一门专业课程。

在教学过程中要综合运用先修课程中所学到的有关知识与技能，结合各种实践教学环节，进行机械工程技术人员所需的基本训练，为学生进行毕业设计和有目的从事机械设计工作打下基础。

因此数值模拟技术课程在机械类专业的教学计划中占有重要的地位和作用。

三、各章节内容及学时分配第一章概述（2学时）第一节FEA与ANSYS第二节ANSYS基础第三节应力分析第四节初步决定第五节热分析第六节热-应力分析第七节几何模型的输入第八节实体模型第九节网格划分第二章有限元分析与ANSAS（2学时）第一节有限元分析的基本概念第二节ANSYS的功能第三节结构分析第四节热分析第五节流体分析第三章ANSYS的基本操作（2学时）第一节GUI图形方式第二节ANSYS的数据库和文件第三节ANSYS的在线帮助第四章线性分析（4学时）第一节分析步骤一、前处理二、求解三．后处理第二节几何建模第三节网格划分技术第四节施加载荷第五节计算结果及结果判断第六节例题第五章实模型建立技术（2学时）第一节几何模型的输入技术第二节实体模型的建立一．图元二．工作平面三．布尔运算四．关键点五．坐标系六．建模实例第六章有限元网格划分（4学时）第一节定义单元属性第二节网格的控制参数第三节网格的生成技术一、网格的映射二、网格的拖拉与扫掠三、过渡网格四、实例第六章数值模拟技术的参数化语言（4学时）第一节概述第二节定义参数第三节使用参数第四节从数据库中获取信息第五节数组参数第六节宏技术第七节分枝结构第八节循环结构第七章典型单元分析（6学时）第一节梁单元分析一、梁的属性二、梁的网格划分三、梁的加载求解及结果分析第二节平面问题的数值模拟分析一、平面应力问题二、平面应变问题三、典型平面单元的属性四、平面单元的网格划分五、平面问题的加载求解六、结果分析第三节空间实体典型单元分析一、实体单元的属性二、实体单元的网格划分三、空间实体问题的载荷四、空间实体问题的加载求解五、结果分析第四节模态分析一、模态分析的研究内容二、模型的建立三、模态分析的相关参数四、求解及后处理五、实例第八章实例（4学时）第一节平面桁架结构一．定义单元类型二、定义实常数三、定义材料性能参数四．建立集合模型五．有限元划分六．加载求解七．后处理第二节薄板静力学分析一、定义单元类型二、定义实常数三、定义材料性能参数四．建立集合模型五．网格划分六．加载求解七．后处理第三节单节箱形吊臂静力学分析第四节带孔薄板动力学分析一、定义单元类型二、定义实常数三、定义材料性能参数四．建立集合模型五．网格划分六．加载求解七．各阶振型分析四、实验1.实验目的与任务数值模拟技术课程的实验是验证性实验，其目的是使学生掌握数值模拟技术分析方法并能够理论联系实际地加以应用，任务是将课程所学的知识应用于实践，通过实际运行软件加深理论知识的掌握并提高解决分析问题的能力。

流体流动现象普遍存在于自然界及多种工程领域中。

所有这些流动过程都遵循质量守恒、动量守恒、能量守恒和组分守恒等基本物理定律；而且流动若处于湍流状态，则该流动系统还要遵守附加的湍流输运方程。

本讲座将依据流体运动的特性阐述计算流体动力学的相关基础知识及任务；在流体运动所遵循的守恒定律及其数学描述的基础上，介绍数值求解这些基本方程的思想及其求解过程。

第一节计算流体动力学概述计算流体动力学（CFD）技术用于流体机械内部流动分析及其性能预测，具有成本低，效率高，方便、快捷用时少等优点。

近年来随着计算流体力学和计算流体动力学及计算机技术的发展, CFD技术已成为解决各种流体运动和传热，以及场问题的强有力、有效的工具，广泛应用于水利、水电，航运，海洋，冶金，化工，建筑，环境，航空航天及流体机械与流体工程等科学领域。

利用数值计算模拟的方法对流体机械的内部流动进行全三维整机流场模拟，进而进行性能预测的方法越来越广泛地被从事流体机械及产品性能取决于各种场特性的设计、科研等科技人员所使用；过去只有通过实验才能获得的某些结果或结论，现在完全可借助CFD模拟的手段来准确地获取。

这不仅既可以节省实验资源,还可以显示从实验中不能得到的许多场特性的细节信息。

一、什么是计算流体动力学计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，简称CFD)是通过计算机数值计算和图像显示，对包含流体流动和有热传导等相关物理现象的系统所做的分析。

CFD的基本思想可以归结为：把原来在时间域及空间域上连续的物理场（如速度场和压力场，以及热力场等），用一系列有限个离散点上变量值的集合来代替；并通过一定的原则和规律建立起关于这些离散点上的场变量之间关系，从而组成这些场变量之间关系的代数方程组；然后求解这种代数方程组，来获得这些场变量的近似值[1-3]；这就是流动的数值计算。

或者直观地说，通过数值计算中的各种离散方法，把描述连续流体运动的控制偏微分方程离散成代数方程组，由此建立该流动的数值模型；再根据问题的具体情况，设定边界条件和初始条件封闭方程组；然后通过计算机数值计算求解这种代数方程组，从而获得描述该流场场变量的某些运动参数的数值解。

空间爆炸冲击波的数值模拟空间爆炸冲击波的数值模拟⼀：⽆限空间爆炸如图所⽰，半径为7.0cm的圆柱形TNT装药，质量为5.018Kg从炸药中⼼单点起爆后在⽆限空间中传播。

试分析起爆后冲击波的传播及压⼒分布特性。

⼆：建模分析1材料模型及参数设置本数值模拟采⽤的基本材料为TNT炸药，空⽓。

在⽆限空⽓领域中传播。

1）空⽓空⽓简化为⽆粘性理想⽓体，冲击波的膨胀假设为等熵绝热过程以LS_DYNA中的*MAT_NULL材料模型和线性多项式状态⽅程*EOS_LINEAR_POLYNOMIAL⽅程来描述。

*EOS_LINEAR_POLYNOMIAL⽅程具体表达式为：式中C0、C1、C2、C3、C4、C5、C6是与⽓体性质有关的常数，C0 = C1 = C2 = C3 = C4 = C6 = 0, ;，、e0及分别为⽓体的初始密度、密度、初始单位体积内能和绝热指数。

空⽓材料的模型参数取值：=1.292910-3g/cm3, e0=2.5×105Pa,=1.4。

表 1 空⽓状态⽅程参数2) 炸药以LS_DYNA 中的*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN材料模型和*EOS_JWL⽅程模拟TNT炸药。

*EOS_JWL⽅程的表达式为：式中，P为压⼒，V为相对体积，即爆轰产物体积与炸药初始体积之⽐；E0为炸药的初始⽐内能，即单位体积内能。

A、B R1、和R2是与炸药性质有关的常数。

炸药模型的各参数取值：密度g/cm3, 爆速D=0.693cm/, 压⼒PCJ=0.27105MPa，A=3.74105MPa, B=0.0733105MPa,R 1=4.15,R2=0.95,=0.3,0=0.07105MPa。

如下表：表2 炸药材料参数变量MID RO D PCJ BETA K G SIGY表3 JWL⽅程参数变量EOSID A B R1 R2 OMEG E0 V数值 1 3.74 0.073 4.15 0.95 0.3 0.07 1.0由于LS_DYNA在爆炸分析中⽤的基本单位为-ｇ-的单位系统，故表1-3中各参数取值由m-㎏-s单位换算得到。

第一章油藏数值模拟方法分析1.1油藏数值模拟1.1.1油藏数值模拟简述油藏数值模拟是根据油气藏地质及开发实际情况，通过建立描述油气藏中流体渗流规律的数学模型，并利用计算机求得数值解来研究其运动变化规律。

其实质就是利用数学、地质、物理、计算机等理论方法技术对实际油藏的复制。

其基础理论是基于达西渗流定律。

油藏数值模拟就是利用建立起的数学模型来展现真实油藏动态，同时采用流体力学来模拟实际的油田开采的一个过程。

基本原理是把生产或注人动态作为确定值，通过调整模型的不确定因素使计算的确定值(生产动态)与实际吻合。

其数学模型，是通过一组方程组，在一定假设条件下，描述油藏真实的物理过程。

充分考虑了油藏构造形态、断层位置、油砂体分布、油藏孔隙度、渗透率、饱和度和流体PVT性质的变化等因素。

这组流动方程组由运动方程、状态方程和连续方程所组成。

油藏数值模拟是以应用数学模型为基础的用来再现油田实际生产动态的过程。

具体是综合运用地震，地质、油藏工程、测井等方法，通过渗流力学，借助大型计算机为介质条件建立三维底层模型参数场中，对数学方程求解重现油田生产历史，解决实际问题。

油藏数值模拟技术从50 年代的提出到90 年代间历经40 年的发展，日益成熟。

现在进入另外一个发展周期。

近十年油藏数值模拟为油田开发研究和解决实际决策问题提供强有力的支持。

在油田开发好坏的衡量、投资预测及油田开发方案的优选、评价采收指标等应用非常广泛。

油藏数值模拟功能包括两大部分：①复杂渗流力学研究，②实际油气藏开发过程整体模拟研究，且可重复、周期短、费用低。

图1 油藏数值模拟流程图1.1.2油藏数值模拟的类型油藏数值模拟类型的划分方法有多种，划分时最常用的标准是油藏类型、需要模拟的油藏流体类型和目标油藏中发生的开采过程，也可以根据油气藏特性及开发时需要处理的各种各样的复杂问题而设定，油气藏特性和油气性质不同，选择的模型也不同，还可以根据油藏数值模拟模型所使用的坐标系、空间维数和相态数来划分。

颗粒流数值模拟技术及应用pdf 颗粒流数值模拟技术及应用pdf随着科技的不断发展，数值模拟技术在各个领域都得到了广泛应用。

在材料科学、化工、机械制造等领域，颗粒流的模拟技术尤为重要。

本文将简要介绍颗粒流数值模拟技术及其应用，并在最后提供与之相关的PDF资料。

一、颗粒流数值模拟技术颗粒流数值模拟技术可以帮助我们掌握颗粒流体的运动规律，了解其物流性质，以及预测在不同条件下的流动行为，对于优化设备的设计和提高产量都具有非常重要的意义。

目前，颗粒流数值模拟技术主要有3种方法：1. 拉格朗日方法拉格朗日方法以颗粒粒子为基本运动单元，通过对其运动轨迹的模拟来分析颗粒流的运动情况。

它适用于颗粒数量较少、颗粒间的相互作用较小的情况。

2. 欧拉方法欧拉方法以流场为研究对象，通过数值计算求解连续性方程、动量方程、能量方程等基本方程，从而实现对颗粒流动态的模拟，适用于颗粒数量较多、颗粒间相互作用较强的情况。

3. 离散元法离散元法是通过将物体离散成一系列小颗粒，然后通过颗粒间的相互作用力学去模拟宏观颗粒流动态，适用于非均匀、复杂的颗粒流场的模拟。

二、颗粒流数值模拟技术的应用颗粒流数值模拟技术在众多领域都得到了应用，以下是其中几个常见的领域：1. 粉体冶金加工颗粒流数值模拟技术可帮助粉末冶金进行设备设计和工艺优化，提高产品质量和产量。

2. 工业固废处理通过数值模拟，可以优化固体废弃物的处理流程，提高废物转化率和资源利用率。

3. 食品加工数值模拟技术可应用于饲料、饼干、花生酱、牛奶和果汁等食品的加工、搅拌、输送和混合过程中。

三、相关资料对于想要深入了解颗粒流数值模拟技术的人，建议阅读以下PDF资料：1.《颗粒流数值模拟方法及实践》2.《离散元法在颗粒流数值模拟中的应用》以上两本书籍都是对颗粒流数值模拟技术做了详细的介绍和应用案例的，希望对读者们有所帮助。

总之，颗粒流数值模拟技术是一项非常重要的技术，能帮助我们更好地掌握颗粒流的运动规律，预测颗粒流的流动行为，优化设备的设计和提高产量。

CMG数模软件STARS模块使用入门教程CMG数模软件培训庞占喜 2007.3.17 中国石油大学（北京）目录* * * * * * *CMG软件简介 STARS模块主要关键字 STARS模块泡沫的模拟 STARS模块所需数据的准备及处理STARS模块油藏热采模型的建立油藏热采模型的运行及结果后处理氮气及氮气泡沫压水锥数值模拟中国石油大学（北京）石油天然气工程学院油藏数值模拟组一、CMG软件简介其数据体文 CMG 可件为 * .dat, 计以产进生行的常文规算黑油模:拟、件包括输出稠油*.out( 热采用模文件拟、组模户查看 ),分SR2 拟进以制及索泡引沫二模拟。

文件 * .irf( 数 STARS 据后处理模 ), 块是三维、 SR2 二进制结四相文、多件组果分、热采、*.mrf( 二进制蒸算汽结添果加存剂计模拟器。

储 )。

MODEL BUILDERGRID BUILDERGEMIMEXSTARS3D2D中国石油大学（北京）石油天然气工程学院油藏数值模拟组一、CMG软件简介油藏模型数据体包含内容INPUT/OUTPUT CONTROL：输入/输入控制，定义控制模拟器输入和输出行为的各个参数，例如，文件名、单位、out文件和SR2文件写入频率，重启文件的定义等。

GRID AND RESERVOIR DEFINITION：网格和油藏定义，这部分包括：模拟网格的定义、天然裂缝油藏选项、离散化井筒定义、基本油层岩石特性、区块选项，其他油藏特性描述（岩石压缩系数、岩石热物性参数、顶底盖层热损失系数、井筒热损失系数、水体）。

FLUID AND COMPONENT DEFINITIONS：流体和组分定义，定义组分名称、个数，相应的K值，各组分的基本参数（摩尔质量、密度、粘度、临界温度、临界压力，化学反应式等）。

STARS 数据体中国石油大学（北京）石油天然气工程学院油藏数值模拟组一、CMG软件简介油藏模型数据体包含内容ROCK-FLUID PROPERTIES：岩石-流体特性，定义相渗曲线，毛管压力、组分的吸附和扩散特性；（*泡沫的定义以及相渗插值的定义）。

组分组分模型数值模拟入门指南模型数值模拟入门指南模型数值模拟入门指南作 者： gulfmoon792008年12月博研石油论坛本文字内容由gulfmoon79 提供版权所有组分模型数值模拟入门指南1、组分模拟基本知识 (1)2、认识组分模型的输出结果 (2)3、建立组分模型需要输入的参数 (3)4、准备PVT数据 (4)5、PVT实验拟合 (5)6、模型初始化 (8)7、历史拟合及产量预测 (10)8、状态方程及闪蒸计算简介 (11)9、如何模拟凝析气藏开发 (12)组分模型数值模拟入门指南gulfmoon79我一直在考虑怎么样写组分模型数值模拟入门指南。

组分模拟要涉及到状态方程(EOS)，闪蒸计算，热动力方程等理论方面的知识。

在实际做组分模拟时，你并不需要完全掌握这些知识，但你至少应该有一定了解。

我在后面会做一点简单的介绍，但希望大家自己化些时间去学这部分知识。

我写的还是以应用为主(这部分内容可能是国内出版的数模书籍中最缺乏的)，大家需要参考其他组分模拟理论方面的书籍。

做组分模拟前应该有很好的黑油模拟的基础。

你应该先把黑油模拟做好以后再开始做组分模拟。

在我写的过程中，我也假定你已经很好地掌握了黑油模型。

涉及到黑油方面的内容时我不会做重复介绍。

如果你有疑问，可以参照我以前写的黑油模拟入门指南。

1、组分模拟基本知识关于组分模拟，大家首先会有下面一些疑问。

为什么要做组分模拟？在什么情况下需要做组分模拟？组分模拟与黑油模拟有什么区别？组分模拟结果是不是一定比黑油模拟好？组分模拟用多少组分比较好？我先试着回答一下这些基本问题，然后我再介绍具体如何做组分模拟。

我们都知道，地下的流体的组成实际上是非常复杂的，可能含有成百上千的组分。

地下流体以油或气相的形式存在。

对于大多数油藏，我们基本上可以把地下流体分为两个组分，及油组分和气组分。

油组分以油相的形式存在，气组分以气相的形式存在。

两个组分会发生物质交换，及气组分会溶解到油相，油组分也会从气相挥发(油和气都不会溶解于水)。