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各向同性和各向异性条件下水的渗透作用对页岩裂缝扩展...
团子良
2022-12-5
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在页岩油气储层的水力压裂过程中,由于页岩的吸水而导致的水化膨胀会产生二次裂缝,从而提高渗透率,正如在环境条件下所观察到的那样。本文研究了不同应力条件下水化膨胀对页岩裂缝扩展和渗透率的影响。水合膨胀的特 ...
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来自话题:工程材料
水力压裂裂缝与天然裂缝的相互作用对生产的影响
团子良
2022-12-5
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在页岩等非常规资源中进行水力压裂的主要目的是改善现有天然裂缝与生产井之间的连通性,提高资源开采的效率。由于页岩的固有渗透率极低,这种新形成的裂缝为储存在天然裂缝中的油气资源提供了更快的路径。本文对具有 ...
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来自话题:工程材料
长期SC-CO2饱和作用下I型断裂韧性变化及裂缝扩展行为演化
团子良
2022-12-5
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I型断裂韧性是决定岩石抗裂缝扩展能力的关键参数,尤其在水力压裂中。近年来,超临界二氧化碳(SC-CO2)被认为是页岩储层水力压裂增产措施中的一种压裂液,然而,它对断裂韧性转变和裂纹扩展行为的影响还不清楚。本研 ...
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来自话题:工程材料
煤岩界面超临界二氧化碳压裂试验研究
团子良
2022-12-5
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超临界二氧化碳间接压裂是一种很有前景煤层气开采技术,其成功的关键是确保超临界二氧化碳压裂产生的裂缝能够穿透煤岩界面进入煤层。本文通过室内实验研究了超临界二氧化碳压裂煤岩界面裂纹扩展行为,并将实验结果与 ...
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来自话题:工程材料
页岩超临界二氧化碳压裂裂缝起裂和扩展的实验研究
团子良
2022-12-5
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超临界二氧化碳(SC-CO2)压裂技术可以有效解决页岩膨胀和水资源缺乏等问题,是一种很有前景的页岩气开发技术。本文首次开展了页岩SC-CO2压裂模拟实验,与水力压裂相比,使用SC-CO2作为压裂液可将启动裂缝所需的压力降 ...
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来自话题:工程材料
基于自适应八叉树的尺度边界有限元法的脆性断裂三维相...
团子良
2022-12-2
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本文提出了一种用于脆性材料三维断裂建模的自适应相场方法。采用比例边界有限元法(SBFEM)以交错格式求解相场和弹性方程。这是由于SBFEM能够直接处理具有悬挂节点的多面体元素。这样的元素出现在八叉树网格中,这有 ...
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来自话题:工程材料
基于误差估计器和标记的脆性断裂自适应相场建模
团子良
2022-12-2
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提出了一种用于相场断裂(PFF)模拟的自适应网格细化(AMR)误差估计器。所提出的误差估计器与网格诱导裂纹(MIC)方法一起用于初始裂纹建模,从而显著提高了AMR算法的计算效率。使用网格中每个单元上裂纹驱动能量的迭代变 ...
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来自话题:工程材料
基于新的细化准则和改进的数据传输算子的岩石裂缝自适...
团子良
2022-12-2
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高计算成本限制了相场模型在岩土工程中的应用(例如,爆破、油气勘探和岩石滑坡)。为了提高计算效率,本文提出了一种用于模拟岩石断裂的相场模型的自适应等几何方法,该方法使用了一种新的细化准则和一种改进的数据传 ...
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来自话题:工程材料
断裂韧性机制中水力压裂的微观力学分析:对超临界二氧...
团子良
2022-12-1
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超临界二氧化碳(SC-CO2)具有类液体密度、类气体粘度、高压缩性和扩散性等优点,被认为是一种理想的非水压裂液。本研究旨在通过流固耦合离散元法(DEM)模型研究SC-CO2压裂在完整和破碎岩石样品中的微观力学行为。通 ...
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来自话题:工程材料
三轴超临界二氧化碳压裂煤体裂缝扩展模式及复杂裂缝网...
团子良
2022-12-1
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超临界二氧化碳(SC-CO2)压裂作为一种环境友好型无水压裂开采技术,在煤炭资源安全开采过程中越来越受到重视。压裂裂缝的扩展模式,包括裂缝扩展的类型、数量、长度和方向,是煤层压裂设计的关键依据。工程现场中直 ...
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来自话题:工程材料
基于声发射监测的页岩超临界二氧化碳压裂裂缝特征
团子良
2022-12-1
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近年来,超临界二氧化碳(SC-CO2)克服了传统水基流体压裂的缺点,作为一种新型压裂工具被尝试用于页岩储层的水力压裂。由于SC-CO2独特的物理化学性质,压裂机理比传统流体更为复杂,目前压裂机理尚不明确。本文中, ...
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来自话题:工程材料
非构造应力作用下圆形隧道变形断裂及其支护控制
团子良
2022-11-16
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隧道开挖稳定性是隧道工程中的一个关键问题。建立了力学模型来确定非构造应力作用下圆形隧道塑性区的边界曲线和围岩的主应力分布。具体而言,定量分析了不同影响因素对塑性区形状和围岩主应力的影响。随后,利用 Mo ...
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来自话题:工程材料
边缘冲击荷载下无侧限岩板压裂特性分析
团子良
2022-11-16
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本研究的目的是研究冲击载荷下花岗岩的断裂特性。通过超高速摄影捕获了直接受到冲击载荷的试样边缘裂纹的产生和扩展。测试结果表明存在临界冲击速度。在低于临界冲击速度的冲击速度下,直接受到冲击的边缘会产生损伤 ...
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来自话题:工程材料
基于复杂裂缝网络异常扩散的产量递减模型
团子良
2022-11-16
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本文建立了基于井的分段产量递减模型,该模型利用异常扩散法表征复杂裂缝网络的非均质性,可以方便地解释非常规油气藏多压裂水平井生产早期和中期的产量和累积数据。首先,我们利用传统的多平面裂缝框架,将分数阶时 ...
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来自话题:工程材料
利用物理信息聚类处理超声横波的水力裂缝可视化
团子良
2022-11-14
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由于裂纹/断口的存在,超声传输对材料力学性能的空间变化很敏感。裂缝介质中的波传播会引起波的频率含量、传播时间和传播系数的变化。开发了一种基于物理信息的无监督学习的工作流程,用于处理传输的超声-剪切波形, ...
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来自话题:工程材料
复杂结构三维非均质裂隙多孔介质渗流的精确建模与模拟
团子良
2022-11-14
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过去几十年来,人们对裂隙多孔介质流动的数值模拟越来越感兴趣。迄今为止,大多数研究都集中在二维或伪三维计算模型上,其中三维复杂结构对渗流的影响尚未完全解决。本工作提出了一种三维非均质多孔介质渗流建模方法 ...
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来自话题:工程材料
用Voronoi单元有限元模型模拟多孔材料中的裂纹扩展
团子良
2022-11-14
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本文建立了包含孔隙和各种裂纹的Voronoi单元有限元模型(VCFEM),以模拟裂隙在多孔材料中的扩展。除多项式项外,还在应力函数中插入奇异项,以捕获裂纹尖端的应力集中。在裂纹扩展过程中,Voronoi单元类型发生变化, ...
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来自话题:工程材料
混凝土中裂缝扩展的三维并行多尺度模型
团子良
2022-11-10
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提出了一种混凝土三维裂缝扩展并行多尺度建模方法。在材料具有弹性的区域,采用具有均匀弹性参数的宏观模型。对于预计会出现裂缝的区域,采用基于网格破碎技术的介观模型,将混凝土表示为由砂浆基质、粗骨料和界面过 ...
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来自话题:工程材料
不同机制下多条水力裂缝的扩展
团子良
2022-11-10
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在保证裂缝间通量分布均匀的有限入口条件下,研究了均匀岩石中多条紧密间隔水力裂缝的同时扩展问题。特别研究了结果对断裂扩展制度的敏感性。水力裂缝的扩展主要有四种模式,与两种耗散机制(与流体粘度和岩石韧性有 ...
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来自话题:工程材料
固有微裂纹群对岩石拉伸断裂行为的影响——基于嵌入不...
团子良
2022-11-10
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固有的微裂纹群对天然岩石的断裂行为有重要影响。本研究在单轴拉伸和三点弯曲试验的数值模拟中讨论了这个问题。为此,提出了一种基于多个相交嵌入不连续有限元的岩石断裂模型。固有的微裂纹群由预先嵌入的随机取向的 ...
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来自话题:工程材料
界面裂纹结构的疲劳裂纹扩展分析的多边形有限元方法
团子良
2022-11-8
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界面裂纹结构的疲劳裂纹扩展分析在现实生活中各个工程领域的设计过程和安全评估中起着至关重要的作用。文中提出了一种基于多边形网格的界面裂纹扩展仿真计算方法,充分利用多边形网格,为复杂区域的网格生成提供了更 ...
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来自话题:工程材料
裂隙充填物初始运动的数值模拟
团子良
2022-11-8
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岩石裂隙中的细粒充填材料无法被水泥基浆液渗透,而裂隙中未充填部分的高水速会对充填材料造成侵蚀。因此,了解填充材料的侵蚀过程对于灌浆帷幕的设计至关重要。本文采用计算流体力学(CFD) -离散元法(DEM)耦合的方法 ...
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来自话题:工程材料
冲击载荷下三维动态裂纹扩展有限元模型
团子良
2022-11-8
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本文对非平面三维裂纹在瞬变载荷作用下的动态扩展进行了数值模拟。为此,在显式有限元程序中,只有间断加密的X-FEM与水平集相结合来表示裂纹几何形状。我们通过一个复杂的例子说明了常用的基于Hamilton-Jacobi的水平 ...
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来自话题:工程材料
基于XFEM的摩擦接触裂纹问题的节点方案
团子良
2022-11-7
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本文基于裂纹表面单元的节点位移,在扩展有限元法(XFEM)框架内提出了一种新的节点方案来模拟摩擦接触问题。文中系统地阐述了新的节点方案,包括所提出方法的基本原理、耦合库仑摩擦模型。该方法的新颖之处在于,基 ...
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来自话题:工程材料
准脆性材料拉伸裂纹有限元建模的非标准数值方法
团子良
2022-11-7
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本文提出了一种非标准有限元(FE)方法,结合数学规划程序,模拟准脆性材料中平面内拉伸裂纹的萌生和扩展。潜在裂纹线由有限元边缘定义和约束。裂纹被视为沿潜在裂纹路径施加在节点处的局部塑性变形。当达到极限值时 ...
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来自话题:工程材料
用于预测弯曲复合材料结构中多个分层的萌生和扩展的自...
团子良
2022-11-7
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为了模拟多层复合材料的失效模式,需要精细的离散化过程。如果结构也具有大的平面内尺寸,则模型的计算成本将变高。鉴于此,本文提出了一种用于分析多层结构的自适应等几何连续壳单元。这是一种灵活有效的方法,用于 ...
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来自话题:工程材料
模拟复杂裂纹扩展问题的自动网格生成算法
团子良
2022-10-27
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具有嵌入裂纹的结构部件及材料的可靠性评估和剩余使用寿命预测是其计算设计的重要步骤。文中扩展了符合界面结构的自适应网格细化(CISAMR)算法,CISAMR是一种非迭代算法,特别适用于具有复杂几何形状的网格问题,用 ...
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来自话题:工程材料
基于三维网格法的水力裂缝高层传播数值模拟
团子良
2022-10-28
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页岩和煤岩等非常规储层通常层理良好,层间应力和岩石物理参数差异显著。裂缝形态的变化规律很难通过压裂作业期间裂缝高度的传播来预测。现有研究广泛采用多层二维裂缝高度模型,不适用于复杂地质条件下非常规储层的 ...
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来自话题:工程材料
损耗诱导的应力重定向对填井水力裂缝扩展影响的数值研究
团子良
2022-10-28
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耗竭引起的应力变化导致储层中应力场的重新分布,从而导致主应力的重新定向。应力重新定向直接影响加密井的裂缝扩展。为了了解应力重新定向对加密井裂缝扩展的影响,采用了将储层流动计算与加密井水力压裂建模相结合 ...
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来自话题:工程材料
多裂缝干扰对致密油藏水力裂缝扩展影响的研究
团子良
2022-10-28
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水平井钻井与分段压裂技术相结合是提高非常规油气产量的最有效途径之一。在数值模拟中,通常认为水平井眼的方向与最小水平主应力一致。然而,在现场作业中,水平井筒通常与最小主应力成一定角度。在这种情况下,在随 ...
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来自话题:工程材料
三维裂纹混合相场建模的自适应有限元方法
团子良
2022-10-27
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三维(3D)中裂纹的相场建模具有挑战性,这是由于非线性控制方程的低效解导致的昂贵计算努力,以及裂纹分辨率需要非常精细的网格。本文针对这两个问题提出了一种组合技术,首先,采用简单而稳健的单通道交错求解方案 ...
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来自话题:工程材料
脆性材料破坏的动态自适应本征断裂方法
团子良
2022-10-27
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混凝土和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等脆性材料的动态断裂一直是人们关注的问题。我们提出了一种动态自适应本征断裂算法,用于研究脆性材料中的裂纹扩展。原始本征断裂方法是Griffith型断裂的变分近似,随着单元尺寸的 ...
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来自话题:工程材料
基于自适应网格细化和人工神经网络的有限元降阶模型
团子良
2022-10-26
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在这项工作中,我们提出了一种基于自适应有限元网格的降阶模型,并利用人工神经网络(FAN-ROM)得到修正项。该研究的思想是使用自适应精细化有限元网格进行高保真模拟,并与粗网格有限元模型的结果进行比较。通过这种 ...
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自适应等几何分析中多级局部细化的新见解
团子良
2022-10-26
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在等几何分析(IGA)的局部细化中,最吸引人的技术之一是层次B样条,它可以通过截断层次B样条状的截断机制进行改进。虽然概念很简单,但它涉及到对现有代码实现形状函数的分层定义。在本文中,我们提出了一个简单的 ...
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来自话题:工程材料
断裂的空间自适应相场模型
团子良
2022-10-26
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断裂相场模型引入的弥散裂纹宽度与正则化长度参数ε对应,并遵循最小能量原则。自适应网格法是一种在需要时提供空间分辨率的方法,同时保持尽可能小的模型计算尺寸。本文提出了一种基于变分的断裂相场模型的空间自适 ...
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来自话题:工程材料
全隐式三维地质力学断裂模拟器的开发
团子良
2022-10-25
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水力压裂建模是一个必须在储层域、裂缝域和井筒域解决的多物理问题,需要定量的模拟物理现象包括孔隙弹性储层中的固体变形和流体流动、裂缝中的流体流动以及井筒中的流体和支撑剂运移。本文提出了一种新型的全隐式、 ...
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来自话题:工程材料
四维弹簧模型在异构CPU-GPU系统上的并行实现
团子良
2022-10-25
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四维弹簧模型(4D-LSM)是一种新兴的计算方法,由于引入了额外的维度计算量很大。本研究将4D-LSM并行化,充分利用现代计算机的可用计算资源,即多核CPU和GPU。我们为了充分利用多核CPU的计算能力,OpenMP采用分支合并 ...
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来自话题:工程材料
基于GPGPU并行计算的混合有限元离散元模拟器用于模拟单轴...
团子良
2022-10-25
新窗
本文利用GPGPU并行Y-HFDEM IDE对含预制交叉裂缝的岩样进行单轴压缩模拟,并将模拟结果与室内实验结果进行对比。探究预制交叉裂缝的4个几何参数对裂缝起裂、扩展和贯通过程的影响:(1)节理连续性参数k,(2)轴向载荷方 ...
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来自话题:工程材料
页岩气破裂多水平井垫层压力瞬态行为模拟
团子良
2022-10-24
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新窗
多压裂水平井显著促进了页岩气的开发,在现场应用中普遍采用多井场。由于井距过近,相邻井间的干扰成为必须考虑的问题。另外,随着支撑剂在近井段的堆积,远井段裂缝通常发生低渗透性、强应力敏感性的裂缝损伤。首次 ...
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来自话题:工程材料
致密储层多裂缝干扰对水力裂缝扩展影响的研究
团子良
2022-10-24
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水平井钻井与分段压裂技术相结合是提高非常规油气产量的最有效途径之一。在数值模拟中,多考虑水平井筒方向与最小水平主应力方向一致。然而,在现场作业中,水平井通常与最小主应力成一定角度。在这种情况下,在随后 ...
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来自话题:工程材料
通过CRM模型应用解决多井反卷积问题,提高含水率
团子良
2022-10-24
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为了提高油田开发数学建模、分析、控制、调节和优化的有效性,适当的信息支持是非常重要的。为此,试井是必不可少的数据来源。反褶积(单井和多井)是最实际的试井数据分析工具之一。在卷积试井解释理论中引入了叠加原 ...
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来自话题:工程材料
动态断裂的近场动力学分析:近场动力学层位、维度和试...
团子良
2022-10-21
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在近场动力学断裂模型中,耗散的断裂能被正则化在一个非局部区域上,称为近场动力学视界。本文研究了该参数对脆性固体中动态断裂过程的影响,使用了两种加载情况下缺口板中动态断裂扩展的二维和三维模拟。在三维计算 ...
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来自话题:工程材料
多孔介质固结和动力分析的耦合近场动力学方法
团子良
2022-10-21
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本文提出了一种用于饱和多孔介质固结和动力分析的耦合近场动力学方法。该方法基于u-p型控制方程,导出了固体骨架和孔隙流体的耦合基于状态的近场动力学方程。基于一阶泰勒展开法和牛顿-拉夫森法,根据线性化方法得到 ...
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来自话题:工程材料
相场断裂模型的指数型有限元自适应数值积分
团子良
2022-10-21
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断裂的相场模型是基于能量的,并使用一个连续的场变量,即相场来表示裂纹。本文研究了一种针对相场断裂模型中指数有限元的自适应数值积分方法。研究的重点是对弹性能和表面能的精确计算。目前的工作基本上是基于准静 ...
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来自话题:工程材料
分形效应在裂缝起始角预测中的作用及其在水力压裂中的...
团子良
2022-10-20
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在水力压裂中,裂缝起裂角的预测是一个突出的问题,尤其是定向压裂过程。但水力裂缝几何不规则性对起裂角的影响尚不清楚。采用分形维数表征裂缝几何不规则性,推导出3种分形断裂准则来判断裂纹起裂角,并将其预测值 ...
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来自话题:工程材料
水力裂缝与自然裂缝之间近井孔的相互作用的混合断裂模型
团子良
2022-10-20
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水力裂缝(HF)与自然裂缝(NF)的相互作用是水力压裂过程中最基本的现象之一。HF和NF之间相互作用的近井筒严重影响了水力压裂相关的操作,包括注入流体流量、支撑剂输送和井的生产率。然而,压裂模式的性质,加上水力- ...
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来自话题:工程材料
页岩气衰竭过程中地质力学演化与水力裂缝、非均质和各...
团子良
2022-10-20
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在页岩气生产过程中,由于储层衰竭,储层地应力、渗透率等地质力学参数发生变化。为了研究四川盆地页岩气储层填井前的地质力学响应,建立了渗流-地质力学耦合模型。在建模过程中,利用微地震数据模拟水力裂缝,并利 ...
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