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FLAC3D-TOUGH3耦合接口研发

2019-09-16 11:59:12

 

        作为全球领先的岩石力学分析与测试领域相关技术与产品供应商,ITASCA在THM三场耦合这一岩石力学专业方向已积累有20余年的技术研发与科研应用经验,相关理论与研发成果以程序模块化的形式集成在FLAC、DEC和PFC三个系列的岩土工程专业分析软件中,以针对性满足不同工程领域和不同层次的多场耦合问题的应用需求。

        近日,Sandia国家实验室聘请ICG(Itasca Consulting Group)开发FLAC3D和TOUGH3之间的耦合接口,以研究核废料包装中潜在临界事件热-水-力(THM)学方面的问题。早在2002年,美国劳伦斯伯克利实验室的Rutqvist就已开发出了TOUGH2-FLAC3D模拟器用于实现THM模型的部分耦合计算,成功将其应用于深部咸水封存条件下的流体运移、盖层力学变化以及地表位移研究( Rutqvist et al.,2002),但该耦合算法是在小应变和准静态力学条件下实施。新的耦合方法将放松这些限制。耦合将专门设计用于研究水下两用罐对燃料中的临界事件的机械响应。这样的事件会释放出足够的能量,使燃料棒之间的水沸腾,并给容器增压。目的是为了更好地了解周期性临界事件、容器损坏和放射性核素释放。敬请期待商用版本发布。

TOUGH软件介绍:

        TOUGH (Transport of Unsaturated Groundwater and Heat) 是一个模拟一维、二维和三维孔隙或裂隙介质中, 多相流、多组分及非等温的水流及热量运移的数值模拟程序。TOUGH 代码的前身是由美国劳伦斯-伯克利国家实验室(LBNL)在20 世纪80 年代初期开发的名为MULKOM 的模拟程序。开发TOUGH 代码的最初动机来源于储层地热工程。从上世纪80 年代开始, MULKOM 和后续的TOUGH2 广泛的应用于地热储藏问题(geothermal reservoir engineering)的研究中, 包括自然状况模拟、野外实验的设计和分析等。TOUGH 系列代码还在其他领域内得到运用, 例如环境修复问题(environmental assessment and remediation), 特别是和挥发性有机物有关的问题。TOUGH2 中的T2VOC 和TMVOC 的开发,有效的解决了水、气和NAPL三相流的模拟。另外, 在饱和/非饱和带水文(saturated unsaturated zone hydrology)、野外和实验室水流实验的设计和分析、油气生成和储藏、矿产工程、化学过程等方面TOUGH2 都得到了广泛的应用。TOUGH2和TOUGHREACT 已成为近年发展起来的二氧化碳地质处置(CO2 geological sequestration)研究最通用的软件之一, 而TOUGH2-MP的应用更使得大规模实际工程模拟成为现实。

图 1:基于extEOS7C模块的THM仿真器TOUGH2MP-FLAC3D耦合流程图(Yang G, Hou Z, Li M, et al. 2016)

图 2:CO2贮藏案例(Yang G, Hou Z, Li M, et al. 2016)

 

 

 

专业特长

  1. FLAC3D-TOUGH3耦合接口研发
  2. 增强型地热系统开发中的岩石力学问题与ITASCA专有分析技术
  3. “颗粒流PFC软件高端用户2019年度峰会暨PFC培训”圆满落幕

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