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该视频课程主要讲解基于相场法的水力压裂理论,以及如何在Comsol中构建相应的数值模型。课程主要内容包括:(1)相场法水力压裂基础理论及控制方程精讲,结合经典SCI文献;(2)在Comsol中构建相场法水力压裂数值模型;(3)考虑了不同应力边界条件,复现SCI模型;(4)Step by Step全程操作演示,可跟做。
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课程评论(62)
kn***30
新君老师好,我有个关于变量的问题。就是变量中,l1、l2、l3、g1_P、g2_P、g3_P、g1_n、g2_n、g3_n的表达式具体是怎么来的,因为在文献中没有看到相应的大于、小于相关的运算操作,对几个变量的设置不是很理解,希望老师解答! [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:这是固体力学弹性矩阵D里面的相关变量,具体表达式详见我给的核心参考文献中的2021年的那篇中文文献,里面有关于D的详细表达式(式16)。这里的弹性矩阵中引入了相场,考虑了裂缝扩展对刚度弱化的影响。这个表达式非常复杂,要深刻理解它的话,必须具备弹性力学基础,特别是张量思维。
    2024-04-08
2024-04-07
cu********08
新君老师好,我想问一下,在这个模型中是采用划分出来的域来代替裂缝,那能不能使用线段来代替裂缝。如果在一个平面中,有许多裂缝,我们要看在注水过程中裂缝的扩展变化情况,使用域来代替裂缝显然不可能,如果用线段,能不能有视频中的效果。需不需要设置其他的东西呢???麻烦您给解答一下。谢谢 [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:你对相场法的本质还没搞清楚,相场法,是通过0-1的损伤来判定开裂,是基于连续介质理论,因此它的裂缝开裂表现为裂缝所在域内内出现损伤,损伤值越大,说明裂缝开度越大。因此相场法的裂缝不是用线段来描述的。
    2023-12-20
2023-12-14
15*******84
老师您好,我想请教下,我将边界的压力增大为110Mpa,95Mpa,同时增加注入液量,但是我的结果变得非常奇怪,甚至出现负压力值,这是为什么呢 [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:大概率是你的初始应力状态不对,可以微信图文并茂咨询。
    2023-10-11
2023-10-10
15*******90
新君老师,你好,视频介绍了20年文献的4.1部分,那请问4.2将初始裂缝由横向改为斜向45°,我是几何部分将插值曲线同样旋转45°,其他方面不更改,而后在网格划分那不能用映射,那该怎么处理呢? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:那就采用自由四边形网格或三角形网格啊,网格尺寸尽量较小。
    2023-09-21
  • 15*******90:老师,网格调完后,进行计算后,初始裂缝一瞬间显示斜45°,而后逐渐变为水平,最终计算结果45°的初始裂缝最终显示是一条完全水平裂缝,前面偏微分和达西模块对于域,我也做了核对,所以老师我在想,斜向裂缝是不是还需要调其他的?还有4.3初始两条垂直裂缝也显示一样的结果,最终也都是水平
    2023-09-22
  • 岩土新君:最终的走向跟你的应力边界条件相关。
    2023-09-22
2023-09-21
12*22
老师您好,请问能请教一下三场耦合下的comsol水力压裂,应该怎么建立吗? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:加温度场的话,应当不难,处理好各场之间的耦合项很关键,耦合项明确的话,再加个传热接口进行改造。
    2023-09-14
2023-09-14
El****24
老师您好,想请教您一下,在霍姆赫兹方程的源项和吸收系数定义输入相场phi的函数吗? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:是的,输入与phi相关的函数。
    2023-08-18
2023-08-18
zl***09
老师,您好!请教您一个问题,相场法对于拉裂隙扩展具有较好的模拟性能,是不是对于隧道或洞室开挖引起的剪切和压破坏裂隙难以表征?是否可以通过修改控制工程实现压裂隙的扩展和表征? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:你这个问题很好!目前这个相场模型主要是流体压力引起的拉裂裂缝,如果想用相场法做压、剪裂缝,理论上应当也是可以,需要重新定义相场,修改相关理论方程。
    2023-08-01
2023-08-01
ph********od
老师,您好,如果我将裂缝变为斜向或者纵向,又或者将裂缝从边界处开始扩展,除了对几何模块进行修改外,还需要对哪些模块进行修改呢? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:不需要其它修改,注意网格划分即可。
    2023-06-30
2023-06-29
za*******ng
老师你好,问一下如果竖向和横向的压力增加到10MPa,那么想要使裂缝扩展需要如何设置一下,增加计算时间么? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:可以增加流体注入压力或注入流量。
    2023-06-21
  • za*******ng:注入流量在达西定律的质量源2中可以调,注入压力如何改?
    2023-07-03
  • 岩土新君:注入压力的话,如果是边界,设置压力边界;如果是域,设置域内孔压。
    2023-07-03
2023-06-21
lp***96
老师,请问下能模拟超临界CO2的压裂吗,做一个水力压裂与超临界CO2压裂裂缝扩展的对比 [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:一样的啊,超临界CO2也可看作一种流体,只是流体参数不一样而已,其他的跟水一样,原理一样的。
    2023-06-09
2023-06-09
El****24
谢谢老师的讲解,对自己很有帮助。另外想请教一下老师,如果设立两个相场,下限场变量应该怎么填呢? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:两种方法,右键再添加一个下限,或者在第一个下限变量后面空格,接着写即可。
    2023-06-02
2023-05-30
Fa**uw
感谢老师,讲得非常仔细。有个问题想咨询一下老师,如果中间为孔的话l0怎么取值呢? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:中间为孔的话,建模的时候,把孔的部分挖除,然后把流体压力施加到孔壁上。建议可以看看相关文献的做法,有很多文献是中间为注压圆孔。
    2023-05-26
2023-05-25
15*******70
老师,请问一下这个初始裂缝可以设置成纵向吗 [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:可以啊
    2023-05-06
  • 15*******70:如果是两条裂缝,可以模拟裂缝应力干扰吧
    2023-05-06
  • 岩土新君:可以的
    2023-05-08
2023-05-05
21****02
你好,请问下comsol6.0里面储水模拟没了,但是视频里需要设置储水模型,这里这么办呢 [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:其实版本之间差异不大,主要是子接口的结构和位置发生了变化。对于6.0版本的话,在默认的多孔介质母接口,点击它,在设置中,多孔介质里面,储水模型选择用户定义即可。
    2023-05-03
2023-05-03
17*******45
请问新君,这个模型可以模拟给定压力控制的水力压裂吗?如果模拟定压力水力压裂的话还需要设置质量源吗? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:一般用流量注入的方法更普遍一些,如果用压力边界的话,你可以试试,要把原来设置的质量源去掉。
    2023-04-24
  • 17*******45:但是除了预制裂隙部分加了质量源以外,模型在岩石内部也设置了质量源,这个也可以去掉吗?
    2023-04-25
  • 岩土新君:你要把理论方程搞明白,要明白质量源里面都是哪些量,分别代表什么意思,视频里面讲的非常清楚,建议结合视频看。
    2023-04-26
2023-04-23
El****24
老师您好 想请教一下comsol水力压裂那个模型 上下左右既然加了压力 但是边界条件又都是0 那这个力实际有作用到模型上吗? 这个裂纹是因为压力而裂开的还是因为注水呢? 注水就是通过质量源最后加个10体现的吗? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:边界的力为了跟内部的应力平衡;边界的位移并没有两个方向都固定;裂缝扩展的动力来源于注水压力;是的。
    2023-04-09
2023-04-09
乔睦*
请问,能不能在相场区域生成含真实裂纹的区域,相场区域只是代表损伤区域,能不能换成真实裂纹后进行渗流实验呢? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:你可能是对相场法有误解。相场法是基于连续介质理论的,尽管裂缝损伤区是连续的,但仍然具有裂缝的性质,比如流体在裂缝中渗流,远比围岩流速要大,其效果就是真实裂缝。尽管还存在节点连接,但该处就类似于裂口。你所说的真实裂开的那种,那就要用离散元做,效果远不如有限元。
    2023-03-23
2023-03-22
油气**
谢谢岩土新君老师的模型,今年准备专注水力压裂课题,把它搞透,到时候有不动的地方还请老师赐教哦,顺便说一句,讲得非常不错哦 [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:加油,希望你能把它完全搞透,从理论到建模。关于视频课程内容,任何不懂的地方可以给我微信留言,前提是要把视频看完整。
    2023-01-30
2023-01-30
17*******45
请问,如果我想模拟变排量注液的话,质量源那里的单位怎么设置,如果排量是“10t”的话在单位后面除以时间“s”就行,都是如果是"10sin(t)"后面的单位怎么变呢? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:这个简单,处理方式很多,比如你可以在sin函数里面把变量t除以时间单位,让这个表达式变成单位为1的标量。
    2023-01-23
2023-01-22
古德**
模型非常不错,值得赞一个。请问一下,如果我要考虑初始孔压,该怎么设置呢,可以直接在达西接口设置初始压力吗? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:我不建议这样做,之前指导了一位朋友,这样做会导致初始孔压对裂缝产生影响。如果不想让初始孔压对裂隙产生影响,又要考虑初始孔压的话,我给的建议是,在固体力学的初始应力上减去一个初始孔压,在达西接口,初始值为零,在后处理中将孔压值加上初始孔压。因为流体的流动是压力梯度导致的,初始孔压多少并不影响流体流动过程,而且这样做也考虑了初始孔压对应力的影响,也即考虑了初始孔压+后续增加的孔压对裂缝扩展的影响。
    2023-01-18
2023-01-18
ZQ****99
请问一下,能否在这个模型的基础上,考虑污染物的浓度扩散呢?就是比如高压液体是污染物,导致压裂裂缝扩展,进而扩散到周围的围岩中,研究空间污染物浓度的变化。 [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:这个当然是可以的。流体不仅能够在裂缝中扩散,还考虑了围岩多孔介质的渗流。所以,液体污染物溶质可以通过裂缝扩散到周围的多孔介质中。可以把溶质运移接口考虑进去,溶剂的速度就用这个模型中流体的速度,肯定是可以实现的。
    2023-01-09
2023-01-09
山清**
岩土新君老师,您好,请问这个相场的概念,可以理解为损伤吗? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:确实可以这么理解,说明你理解的比较透彻。
    2023-01-03
2023-01-03
17*******45
请问新君,我看文献中模拟做出来的裂缝很光滑,粗细基本上都差不多,但是我自己做出来的裂缝就比较粗糙,裂缝需要后处理吗? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:不需要后处理啊。裂缝的光滑程度,实际上就是相场的计算结果,跟很多因素有关,比如求解器的精度设置,网格质量,应力状态,压力的加载方式等。在其他方面都设置比较合理后,可以试试优化求解器参数,比如相对容差等与收敛性相关参数。
    2022-12-30
2022-12-30
WH**01
请问可以模拟两条裂缝扩展过程中交叉的情况吗? [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:可以啊,参考文献中有相关案例,都是可以模拟的
    2022-12-07
2022-12-07
MR****16
岩土新君老师讲的非常详细,我已经按照步骤实现了,请问一下老师,如果中间是个空心的孔洞,该怎么建模呢,请老师赐教,谢谢 [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:这种情况可以考虑两种思路:1、圆孔中间还是实心,只不过将圆孔处的相场phi初始值设置为1;2、几何模型圆孔处空心,给圆孔边界施加均布定流量。
    2022-12-04
  • za*******ng:老师您好,请问采用您说的第二种方案的话,是对钻孔边界施加质量通量吗?原先的质量源1和质量源2应做何调整?
    2023-07-22
  • 岩土新君:这个跟原先的理论是一样的 ,源1还是指除钻孔外的储层的通量,不变;源2根据具体的钻孔源项参数来进行调整。
    2023-07-24
2022-12-04
暖冬
老师讲的非常详细,应当是全网讲水力压裂最棒的。我想请问一下,可以在这个模型的基础上做三维的吗?谢谢老师 [回复]

    用户回复:

  • 岩土新君:谢谢你的认可,三维跟二维建模思路是一样的,可以的。你可以设置水平方向的围压和竖直方向的轴压。
    2022-12-03
2022-12-03
C-15:Comsol相场法水力压裂
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岩土新君

学历:博士

研究方向:岩土多物理场耦合;岩土多孔/裂隙渗流;滑坡动力学;岩土工程支护

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