[发明专利]一种水力压裂中流固耦合问题数值模拟的构建方法

摘要

本发明提供了一种水力压裂中流固耦合问题数值模拟的构建方法，包括以下步骤：a)采用显示算法求解固体问题，包括节点加速度、节点速度、节点位移；b)采用隐式算法求解流体问题，包括流量和压力；c)采用裂缝带模型分别计算流体流场对固体应力场的作用和固体应力场对流体流场的作用，从而实现流固耦合计算。本发明为水力压裂技术中流固耦合数值模拟问题提供了一种有效的数值算法，该算法能够高效地解决目前水力压裂数值模拟中流固耦合计算的不稳定性问题；以此建立的数值计算平台能够简单高效地实现不同工况的数值模拟，易于推广应用于实际页岩气开采工程计算与分析。

主权项

1.一种水力压裂中流固耦合问题数值模拟的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：a)采用显示算法求解固体问题，包括节点加速度、节点速度、节点位移；1)根据实际工程问题确定模型参数并录入程序；2)根据应力平衡方程在时间域内，采用显式中心差分法迭代求解，即式中ρ为固体密度，为加速度，α为阻尼系数，为速度，σ为应力张量，f为体力，u为位移，i为迭代步数，Δt为时间步长；通过显示算法求解固体问题，包括节点加速度节点速度节点位移u；b)采用隐式算法求解流体问题，包括流量和压力；c)采用裂缝带模型分别计算流体流场对固体应力场的作用和固体应力场对流体流场的作用，从而实现流固耦合计算。