Курсовые работы по ТОМДЧ: 2012-2013 — различия между версиями
Денис (обсуждение | вклад) (→Моделирование деформирования прямоугольной пластины под действием силы на группу частиц) |
|||
| Строка 43: | Строка 43: | ||
'''Исполнители''': [[Буковская Карина]] | '''Исполнители''': [[Буковская Карина]] | ||
| + | |||
Одним из методов интенсификации работы нефтяных и газовых скважин является гидроразрыв пласта,который включает в себя создание трещины в целевом пласте для обеспечения притока нефти или газа к забою скважины.В данной работе проведено моделирование двухфазной жидкости (несущая жидкость и проппант) с использованием алгоритма совмещения пакетов ANSYS FLUENT и EDEM (Coupling Module). Целью является установление зависимости вязкости смеси от концентрации частиц проппанта. Для этого измеряются скорости модельной смеси при различных концентрациях твердой фазы и различных давлениях. | Одним из методов интенсификации работы нефтяных и газовых скважин является гидроразрыв пласта,который включает в себя создание трещины в целевом пласте для обеспечения притока нефти или газа к забою скважины.В данной работе проведено моделирование двухфазной жидкости (несущая жидкость и проппант) с использованием алгоритма совмещения пакетов ANSYS FLUENT и EDEM (Coupling Module). Целью является установление зависимости вязкости смеси от концентрации частиц проппанта. Для этого измеряются скорости модельной смеси при различных концентрациях твердой фазы и различных давлениях. | ||
Рассматривается установившееся течение несжимаемой жидкости с постоянной вязкостью в тонкой цилиндрической трубке круглого сечения под действием постоянной разности давлений. Если предположить, что течение будет ламинарным и одномерным, то уравнение решается аналитически, и для скорости получается параболический профиль (часто называемый профилем Пуазейля) — распределение скорости в зависимости от расстояния до оси канала | Рассматривается установившееся течение несжимаемой жидкости с постоянной вязкостью в тонкой цилиндрической трубке круглого сечения под действием постоянной разности давлений. Если предположить, что течение будет ламинарным и одномерным, то уравнение решается аналитически, и для скорости получается параболический профиль (часто называемый профилем Пуазейля) — распределение скорости в зависимости от расстояния до оси канала | ||
| Строка 50: | Строка 51: | ||
Q=(π∙d^4∙(ρ_(1-) ρ_2))/(128∙μ∙l)=(π∙r^4∙(ρ_(1-) ρ_2))/(8∙μ∙l) | Q=(π∙d^4∙(ρ_(1-) ρ_2))/(128∙μ∙l)=(π∙r^4∙(ρ_(1-) ρ_2))/(8∙μ∙l) | ||
Q — расход жидкости в трубопроводе, м³/с;d — диаметр трубопровода, м;r — радиус трубопровода, м;p1 − p2 — разность давлений на входе и на выходе из трубы, Па;μ — вязкость жидкости, Н•с/м²;l — длина трубы, м. | Q — расход жидкости в трубопроводе, м³/с;d — диаметр трубопровода, м;r — радиус трубопровода, м;p1 − p2 — разность давлений на входе и на выходе из трубы, Па;μ — вязкость жидкости, Н•с/м²;l — длина трубы, м. | ||
| − | + | ||
| + | Расчет течения Пуазейля во FLUENT | ||
| + | Рассматривается цилиндрическая трубка с диаметром основания 10мм ,длиной 30мм. | ||
| + | В качестве жидкости было выбрано подобие воды с вязкостью в 20 раз больше воды (0.2 кг/(м*с)). | ||
| + | Граничные условия:на входе давление 1000 Па,на выходе 0 Па. | ||
| + | Сходимость решения достигалась за 70 итераций. | ||
| + | |||
| Строка 58: | Строка 65: | ||
*график показателей давления | *график показателей давления | ||
[[Файл:Graf.png|600px]] | [[Файл:Graf.png|600px]] | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Расчет Coupling Module EDEM | ||
| + | Была выбрана трубка тех же геометрических размеров,параметры жидкости неизменные.Граничные условия на входе скорость 1.5 м/с ,на выходе 0 Па. Количество частиц 5% от объема цилиндра (28125 частиц) | ||
| + | размер : 1*10e-4, плотность 2500 кг/м^3. | ||
| + | заданы периодические граничные условия. | ||
| + | Добавление частиц привело к увеличению скорости потока предположительно из-за уменьшения общей вязкости потока.Построены профили распределения скоростей жидкости и смеси. | ||
| + | Так же на представленных видео ,что распределение скоростей частиц по сечению соответствует распределению скоростей жидкости. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | {{#widget:YouTube|id=aQovnWZE_mo}} | ||
| + | {{#widget:YouTube|id=LUcas5TnEJI}} | ||
| + | |||
== Моделирование продольного изгиба стержня. Потеря устойчивости под действием осевой силы == | == Моделирование продольного изгиба стержня. Потеря устойчивости под действием осевой силы == | ||
Версия 13:13, 25 января 2013
Содержание
- 1 Общие сведения
- 2 Моделирование кручения стержня квадратного сечения
- 3 Моделирование деформирования прямоугольной пластины под действием силы на группу частиц
- 4 Моделирование течения двухфазной жидкости
- 5 Моделирование продольного изгиба стержня. Потеря устойчивости под действием осевой силы
- 6 См. также
Общие сведения
Предмет: "Теоретические основы метода динамики частиц"
Лектор: Виталий Андреевич Кузькин
Группа: 40510
Учебный год: 2012-2013
Семестр: осень 2012
Моделирование кручения стержня квадратного сечения
Исполнители: Чебышев Игорь
Начальные условия:
- Крайние сечения ( 2 ряда ) поворачиваем на угол радиан относительно оси симметрии, которая проходит вдоль стержня.
Для поворота сечения используются следующие формулы:
Размеры стержня в частицах:
- Всего частиц
Моделирование деформирования прямоугольной пластины под действием силы на группу частиц
Исполнители: Цветков Денис
Рассматривается пластина, закрепленная сверху, под действием некоторой силы, действующей по оси х вдоль нижней грани пластины.
Для описания взаимодействия между частицами использовался потенциал Леннард-Джонса. На каждую частицу действует объемная сила, имитирующая гравитационные силы.
Пластина состоит из 15 х 40 х 4 частиц, для расчета понадобилось ~ 2000 шагов
Моделирование течения двухфазной жидкости
Исполнители: Буковская Карина
Одним из методов интенсификации работы нефтяных и газовых скважин является гидроразрыв пласта,который включает в себя создание трещины в целевом пласте для обеспечения притока нефти или газа к забою скважины.В данной работе проведено моделирование двухфазной жидкости (несущая жидкость и проппант) с использованием алгоритма совмещения пакетов ANSYS FLUENT и EDEM (Coupling Module). Целью является установление зависимости вязкости смеси от концентрации частиц проппанта. Для этого измеряются скорости модельной смеси при различных концентрациях твердой фазы и различных давлениях. Рассматривается установившееся течение несжимаемой жидкости с постоянной вязкостью в тонкой цилиндрической трубке круглого сечения под действием постоянной разности давлений. Если предположить, что течение будет ламинарным и одномерным, то уравнение решается аналитически, и для скорости получается параболический профиль (часто называемый профилем Пуазейля) — распределение скорости в зависимости от расстояния до оси канала
v=(ρ_1-ρ_1)/4μl(1-r^2)
v — скорость жидкости вдоль трубопровода, м/с;r — расстояние от оси трубопровода, м;p1 − p2 — разность давлений на входе и на выходе из трубы, Па;μ — вязкость жидкости, Н•с/м²;l — длина трубы, м. Закон Хагена — Пуазейля, определяющий расход жидкости при установившемся течении вязкой несжимаемой жидкости в тонкой цилиндрической трубе круглого сечения.
Q=(π∙d^4∙(ρ_(1-) ρ_2))/(128∙μ∙l)=(π∙r^4∙(ρ_(1-) ρ_2))/(8∙μ∙l)
Q — расход жидкости в трубопроводе, м³/с;d — диаметр трубопровода, м;r — радиус трубопровода, м;p1 − p2 — разность давлений на входе и на выходе из трубы, Па;μ — вязкость жидкости, Н•с/м²;l — длина трубы, м.
Расчет течения Пуазейля во FLUENT Рассматривается цилиндрическая трубка с диаметром основания 10мм ,длиной 30мм. В качестве жидкости было выбрано подобие воды с вязкостью в 20 раз больше воды (0.2 кг/(м*с)). Граничные условия:на входе давление 1000 Па,на выходе 0 Па. Сходимость решения достигалась за 70 итераций.
- график показателей скорости
- график показателей давления
Расчет Coupling Module EDEM
Была выбрана трубка тех же геометрических размеров,параметры жидкости неизменные.Граничные условия на входе скорость 1.5 м/с ,на выходе 0 Па. Количество частиц 5% от объема цилиндра (28125 частиц)
размер : 1*10e-4, плотность 2500 кг/м^3.
заданы периодические граничные условия.
Добавление частиц привело к увеличению скорости потока предположительно из-за уменьшения общей вязкости потока.Построены профили распределения скоростей жидкости и смеси.
Так же на представленных видео ,что распределение скоростей частиц по сечению соответствует распределению скоростей жидкости.
Моделирование продольного изгиба стержня. Потеря устойчивости под действием осевой силы
Исполнители: Дмитрий Ершов
В рассмотрении находится тонкий стержень, который покоится в начальный момент времени. На стержень начинает действовать постоянная
продольная сжимающая сила P с разных концов стержня. Схема нагружения на рис.1.
Необходимо проанализировать поведение стержня под действием сжимающей силы. Определить, при каком значении силы (критическая сила) будет происходить потеря устойчивости.
r=0.01
r=0.005
r=0.003
r=0.001
r=0.0005
r=0.0001
Для описания взаимодействия между частицами использовался метод молекулярной динамики. Сила задается через перемещения концов стержя
Стержень состоит из 800 частиц (400x2x2).
