岩石数值模拟软件

第!"卷第#期

岩石力学与工程学报

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358BC+,,,-./0121345607849:4;<=1;.70/;270>?0@/0116/0@AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

+,,,年*月

岩石破裂过程的数值模拟研究D

C+CE

黄明利!唐春安!朱万成E

!中国科学院力学研究所F$GH

+辽宁工程技术大学$

北京

!,,,(,%

沈阳

!!,,,’%

阜新

E东北大学岩石破裂与失稳研究中心!+E,,,%$

摘要

+N

考虑不同粒度组成和缺陷分布的岩石C对其裂纹扩展I演化过程的影响C建立数学模型C应用JKLM程序分

析了均质度对岩石类脆性材料在外载作用下的裂纹扩展I演化过程的影响C和相关的实验结果进行对比C指出了均

质度对材料破坏过程的决定性影响O关键词分类号

非均质性C单裂纹C裂纹演化规律#+Q!CPE#’Q!P+

文献标识码

M

文章编号

!,,,R’"!S$+,,,%,#R,#’(R,#

在外载作用下的不同破坏失稳过程O并和相关的实

T引

言

验结果比较C表明了数值计算的可靠性O

岩体中裂纹的扩展是地学领域的重要研究课

第!"卷第#期

岩石力学与工程学报

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+,,,年*月

岩石破裂过程的数值模拟研究D

C+CE

黄明利!唐春安!朱万成E

!中国科学院力学研究所F$GH

+辽宁工程技术大学$

北京

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沈阳

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阜新

E东北大学岩石破裂与失稳研究中心!+E,,,%$

摘要

+N

考虑不同粒度组成和缺陷分布的岩石C对其裂纹扩展I演化过程的影响C建立数学模型C应用JKLM程序分

析了均质度对岩石类脆性材料在外载作用下的裂纹扩展I演化过程的影响C和相关的实验结果进行对比C指出了均

质度对材料破坏过程的决定性影响O关键词分类号

非均质性C单裂纹C裂纹演化规律#+Q!CPE#’Q!P+

文献标识码

M

文章编号

!,,,R’"!S$+,,,%,#R,#’(R,#

在外载作用下的不同破坏失稳过程O并和相关的实

T引

言

验结果比较C表明了数值计算的可靠性O

岩体中裂纹的扩展是地学领域的重要研究课

数值模拟应用

Eclipse数值模拟软件问答（初级）

1. ECLIPSE输出结果文件是哪些？

.GRID或.FGRID: 网格文件

.EGRID: 网格文件，与GRID格式不同，文件要小的多。（用关键字GRIDFILE来控制输出类型） .INIT或.FINIT: 属性文件。（用关键字INIT来控制输出）

.PRT: 报告输出。 文件很大，模型处理及计算结果详细报告。（RPTGRID，RPTPROP，RPTSOL，RPTSCHED控制输出）

.LOG: 后台作业时的输出报告，文件比PRT要小很多。可用于错误检查。

.DBG: Debug文件，一般不用。可用于检查ECLIPSE如何处理输入参数。

.SAVE: 用于快速重启。（用关键字SAVE来控制输出）

.RFT：RFT计算结果。（用关键字WRFTPLT来控制输出)

.FLUX: 流动边界。 (用关键字DUMPFLUX来控制输出)

.Snnnn或.UNSMRY: 图形文件输出（在SUMMARY部分定义）

.Xnnnn或.UNRST: 重启文件输出（用RPTRST，RPTSOL或RPTSCHED来控制输出）

2. ECLIPSE输出文件都有什么格式？

格式化输出： 可读文件，文件大。

Eclipse数值模拟软件问答（初级） 1. ECLIPSE输出结果文件是哪些？

.GRID或.FGRID: 网格文件

.EGRID: 网格文件，与GRID格式不同，文件要小的多。（用关键字GRIDFILE来控制输出类

型）

.INIT或.FINIT: 属性文件。（用关键字INIT来控制输出）

.PRT: 报告输出。 文件很大，模型处理及计算结果详细报告。（RPTGRID，RPTPROP，RPTSOL，

RPTSCHED控制输出）

.LOG: 后台作业时的输出报告，文件比PRT要小很多。可用于错误检查。 .DBG: Debug文件，一般不用。可用于检查ECLIPSE如何处理输入参数。 .SAVE: 用于快速重启。（用关键字SAVE来控制输出） .RFT：RFT计算结果。（用关键字WRFTPLT来控制输出) .FLUX: 流动边界。 (用关键字DUMPFLUX来控制输出) .Snnnn或.UNSMRY: 图形文件输出（在SUMMARY部分定义）

.Xnnnn或.UNRST: 重启文件输出（用RPTRST，RPTSOL或RPTSCHED来控制输出）

2. ECLIPSE输出文件都有什么格式？

格式化输出： 可读文件，文件大。（用关键字FMTOUT来控

数值模拟应用

Eclipse数值模拟软件问答（初级）

1. ECLIPSE输出结果文件是哪些？

.GRID或.FGRID: 网格文件

.EGRID: 网格文件，与GRID格式不同，文件要小的多。（用关键字GRIDFILE来控制输出类型） .INIT或.FINIT: 属性文件。（用关键字INIT来控制输出）

.PRT: 报告输出。 文件很大，模型处理及计算结果详细报告。（RPTGRID，RPTPROP，RPTSOL，RPTSCHED控制输出）

.LOG: 后台作业时的输出报告，文件比PRT要小很多。可用于错误检查。

.DBG: Debug文件，一般不用。可用于检查ECLIPSE如何处理输入参数。

.SAVE: 用于快速重启。（用关键字SAVE来控制输出）

.RFT：RFT计算结果。（用关键字WRFTPLT来控制输出)

.FLUX: 流动边界。 (用关键字DUMPFLUX来控制输出)

.Snnnn或.UNSMRY: 图形文件输出（在SUMMARY部分定义）

.Xnnnn或.UNRST: 重启文件输出（用RPTRST，RPTSOL或RPTSCHED来控制输出）

2. ECLIPSE输出文件都有什么格式？

格式化输出： 可读文件，文件大。

ECLIPSE 油藏数值模拟软件 使用经验

第一：ECLIPSE 介绍

ECLIPSE100,ECLIPSE300和FrontSim是主模拟器。ECLISPE100是对黑油模型进行计算，ECLISPE300是对组分模型和热采模拟进行计算，FrontSim是流线法模拟器。前处理模块有Flogrid,PVTi,SCAL,Schedule,VFPi等。Flogrid用于为数值模拟建立模拟模型，包括油田构造模型和属性模型；PVTi用于为模拟准备流体的PVT参数,对于黑油模型，主要是流体的属性随地层压力的变化关系表，对于组分模型是状态方程；SCAL为模型准备岩石的相渗曲线和毛管压力输入参数；Schedule处理油田的生产数据，输出ECLIPSE需要的数据格式（关键字）；VFPi是生成井的垂直管流曲线表，用于模拟井筒管流。ECLIPSE OFFICE和FLOVIZ是后处理模块，进行计算曲线和三维场数据显示和分析，ECLIPSE OFFICE同时也是ECLIPSE的集成平台。

对于初学者，不但要学主模型，也需要学前后处理。对于ECLISPE的初学者，应该先从ECLISPE OFFICE学起，把ECLISPE OFFICE的安装练习做完。然后再去学

ECLIPSE 油藏数值模拟软件 使用经验

第一：ECLIPSE 介绍

ECLIPSE100,ECLIPSE300和FrontSim是主模拟器。ECLISPE100是对黑油模型进行计算，ECLISPE300是对组分模型和热采模拟进行计算，FrontSim是流线法模拟器。前处理模块有Flogrid,PVTi,SCAL,Schedule,VFPi等。Flogrid用于为数值模拟建立模拟模型，包括油田构造模型和属性模型；PVTi用于为模拟准备流体的PVT参数,对于黑油模型，主要是流体的属性随地层压力的变化关系表，对于组分模型是状态方程；SCAL为模型准备岩石的相渗曲线和毛管压力输入参数；Schedule处理油田的生产数据，输出ECLIPSE需要的数据格式（关键字）；VFPi是生成井的垂直管流曲线表，用于模拟井筒管流。ECLIPSE OFFICE和FLOVIZ是后处理模块，进行计算曲线和三维场数据显示和分析，ECLIPSE OFFICE同时也是ECLIPSE的集成平台。

对于初学者，不但要学主模型，也需要学前后处理。对于ECLISPE的初学者，应该先从ECLISPE OFFICE学起，把ECLISPE OFFICE的安装练习做完。然后再去学

数值模拟：让空气质量报告更精细

像天气预报一样，各种媒体每天都会向公众发布其所在城市的空气质量状况。不过，这种空气质量报告的内容一般都是整个城市或者某个城区的空气质量状况。那么，空气质量报告有没有可能更精细一些，甚至细到自己居住的小区的空气质量情况究竟怎样呢？

清华大学教授崔桂香和澳门大学教授王志石等人的研究工作为实现这样的愿望提供了一个可行途径。崔桂香等通过使用一种被称为大涡模拟的现代湍流数值方法，对居民区的空气质量进行研究，发现通过数值计算得到的风场、污染物浓度等数据与模型小区及居民生活小区的实测数据都较为符合。这项研究得到了国家自然科学基金的资助，相关成果发表在《中国科学G辑：物理学、天文学》2008年第六期上。 良好的空气质量是舒适人居环境的主要条件之一。随着城市化和人民生活水平的提高，城市居民区的空气质量问题愈来愈受到重视。但是传统的经验预测或工程估计方法，已经难以满足公众了解自己生活环境的迫切要求。

崔桂香认为，在计算机性能迅速改善的今天，用计算流体力学的新方法研究大气环境成为了经济有效的手段。

“不过，作为城市大气环境的子系统，城市居民小区的大气环境空间范围较小，属于微尺度气象问题，而居民小区大气环境处在大气

数值模拟：让空气质量报告更精细

像天气预报一样，各种媒体每天都会向公众发布其所在城市的空气质量状况。不过，这种空气质量报告的内容一般都是整个城市或者某个城区的空气质量状况。那么，空气质量报告有没有可能更精细一些，甚至细到自己居住的小区的空气质量情况究竟怎样呢？

清华大学教授崔桂香和澳门大学教授王志石等人的研究工作为实现这样的愿望提供了一个可行途径。崔桂香等通过使用一种被称为大涡模拟的现代湍流数值方法，对居民区的空气质量进行研究，发现通过数值计算得到的风场、污染物浓度等数据与模型小区及居民生活小区的实测数据都较为符合。这项研究得到了国家自然科学基金的资助，相关成果发表在《中国科学G辑：物理学、天文学》2008年第六期上。 良好的空气质量是舒适人居环境的主要条件之一。随着城市化和人民生活水平的提高，城市居民区的空气质量问题愈来愈受到重视。但是传统的经验预测或工程估计方法，已经难以满足公众了解自己生活环境的迫切要求。

崔桂香认为，在计算机性能迅速改善的今天，用计算流体力学的新方法研究大气环境成为了经济有效的手段。

“不过，作为城市大气环境的子系统，城市居民小区的大气环境空间范围较小，属于微尺度气象问题，而居民小区大气环境处在大气

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