Please use this identifier to cite or link to this item: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/5158
Title: Развитие формализма метода частиц для моделирования отклика флюидонасыщенных пористых геологических материалов
Other Titles: Development of particle method formalism for numerical modeling of the response of fluid-saturated porous geological materials
Authors: Димаки, Андрей Викторович
Шилько, Евгений Викторович
Астафуров, Сергей Владимирович
Псахье, Сергей Григорьевич
Keywords: трещиновато-пористые среды; геологические среды; флюиды; численное моделирование; метод клеточных автоматов; метод частиц; пластичность; дилатансия; поровое давление; разрушение; прочность; fractured porous geological medium; fluid; numerical modeling; cellular automaton method; particle method; plasticity; dilatancy; pore pressure; fracture; strength
Issue Date: 2014
Publisher: Томский политехнический университет
Citation: Развитие формализма метода частиц для моделирования отклика флюидонасыщенных пористых геологических материалов / А. В. Димаки [и др.] // Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. — 2014. — Т. 324, № 1 : Науки о Земле. — [C. 102-111].
Abstract: Проведено обобщение математического формализма гибридного метода частиц (метода гибридных клеточных автоматов) для численного моделирования процессов деформирования и разрушения флюидонасыщенных пористых геологических материалов на мезо- и макроскопическом масштабных уровнях. Развитый формализм учитывает возможность неупругого деформирования, дилатансии и разрушения твердофазного скелета, а также влияние порового давления на напряженное состояние скелета и перераспределение флюида в трещинно-поровом пространстве геосреды. Сформулирована связанная модель газонасыщенного геоматериала, в рамках которой механический отклик скелета описывается на основе модели пластичности геосред с неассоциированным законом течения, а перераспределение газовой фазы моделируется путем численного решения уравнений фильтрации и диффузии. Адекватность развитого формализма иллюстрируется результатами теоретического изучения влияния порового давления газа на прочность образцов угля в условиях сжатия. Показано, что степень влияния порового давления на интегральные (макроскопические) прочностные характеристики газонасыщенных материалов в значительной степени определяется соотношением параметров критерия прочности, отражающим содержание в твердофазном скелете дефектов и повреждений высокого ранга.
The authors have generalized the mathematical formalism of hybrid particle method (method of hybrid cellular automata) for the numerical simulation of deformation and fracture of fluid-saturated porous geological materials at the meso- and macroscopic scales. The formalism allows taking into account inelastic deformation, dilatancy and fracture of solid skeleton as well as the influence of pore pressure on skeleton stress state and the fluid redistribution in pore space of the fractured geological medium. In the framework of the model the mechanical response of the skeleton is described within the model of plasticity of geological medium with unassociated flow law. The redistribution of the gas phase is simulated by numerical solution of equations of filtration and diffusion. The adequacy of the formalism is illustrated with the results of the theoretical study of gas pore pressure influence on coal sample strength under uniaxial compression. It is shown that the degree of pore pressure influence on macroscopic strength of gas-saturated material is strongly determined by the ratio of parameters of strength criterion, which reflects the content of defects and damages of high rank in the solid skeleton.
URI: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/5158
ISSN: 1684-8519
Appears in Collections:Известия ТПУ

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
bulletin_tpu-2014-324-1-13.pdf402,7 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.