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作者:团子良 发表于 2023-2-24 14:05:05
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本文采用欧拉-拉格朗日方法模拟了大规模扩展裂缝中的支撑剂运移过程。裂缝扩展采用Perkins-Kern-Nordgren (PKN)模型求解,流体-颗粒系统采用多相颗粒胞内(MP-PIC)方法求解。流体运动由体积平均Navier-Stokes方程控制,用有限体积法求解,粒子运动用牛顿第二定律以拉格朗日方式求解。在原有MPPIC方法的基础上,推导了流体-颗粒流动控制方程的二维扩展系统,解决了与裂缝扩展有关的移动边界问题。通过该方法,流体-颗粒相互作用完全耦合,并将扩展断裂视为流体和颗粒相的先验边界。通过与文献结果的对比,进行了几次数值实验,验证了该方法在裂缝中模拟流体运动和支撑剂沉降行为的有效性。将二维框架的仿真结果与三维框架的仿真结果进行了比较,结果表明两者具有较好的一致性。然后,使用该方法模拟了不同支撑剂和压裂液性质的支撑剂在扩展裂缝中的大规模运移问题,包括泄漏效应。MP-PIC方法的拉格朗日特性允许灵活设计支撑剂注入,例如注入多种密度和/或多种尺寸的支撑剂。
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