当前位置:
X-MOL 学术
›
Environ. Geotech.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Hydromechanical modelling of CO2 sequestration using a component-based multiphysics code
Environmental Geotechnics ( IF 2.2 ) Pub Date : 2020-12-11 , DOI: 18.00038 Qiushi Chen, Zhengshou Lai
Environmental Geotechnics ( IF 2.2 ) Pub Date : 2020-12-11 , DOI: 18.00038 Qiushi Chen, Zhengshou Lai
Geologic carbon dioxide sequestration (GCS) is a complex process with coupled multiphysics mechanisms, including non-linear solid deformations and fluid flow. When applying a finite-element method to solve such a complex problem, implementing and solving non-linear partial differential equations with sophisticated material models pose great challenges. In this work, a generic component-based multiphysics analysis code – Albany – is introduced for the modelling and analysis of GCS problems. The component-based approach allows the application code development effort to focus on writing physics models. A notable feature of Albany is the powerful automatic differentiation utilities that can be used to calculate automatically system Jacobians and consistent tangents. Two numerical problems, namely, wellbore injection and carbon dioxide transport in a confined underground channel, are developed to demonstrate the performance of the Albany analysis framework. The results are verified against and matched well with those from Comsol – a robust commercial multiphysics finite-element package. The numerical results are also thoroughly analysed to gain insights into distribution profiles and temporal evolutions of pore pressure and displacement fields during a GCS process.
中文翻译:
使用基于组件的多物理场代码对固存二氧化碳的流体力学建模
地质二氧化碳封存(GCS)是一个复杂的过程,具有多种物理机制耦合,包括非线性固体变形和流体流动。当应用有限元方法来解决这样一个复杂的问题时,使用复杂的材料模型来实现和求解非线性偏微分方程带来了巨大的挑战。在这项工作中,引入了通用的基于组件的多物理场分析代码-Albany,用于GCS问题的建模和分析。基于组件的方法允许应用程序代码开发工作集中于编写物理模型。奥尔巴尼的一个显着特征是强大的自动微分实用程序,可用于自动计算系统雅可比行列式和一致的切线。两个数值问题,即 井筒注水和二氧化碳在狭窄地下通道中的运输被开发出来,以证明奥尔巴尼分析框架的性能。结果与Comsol的结果进行了验证和匹配,Comsol是一个强大的商业多物理场有限元软件包。还对数值结果进行了全面分析,以深入了解GCS过程中孔隙压力和位移场的分布曲线和时间演化。
更新日期:2021-02-18
中文翻译:
使用基于组件的多物理场代码对固存二氧化碳的流体力学建模
地质二氧化碳封存(GCS)是一个复杂的过程,具有多种物理机制耦合,包括非线性固体变形和流体流动。当应用有限元方法来解决这样一个复杂的问题时,使用复杂的材料模型来实现和求解非线性偏微分方程带来了巨大的挑战。在这项工作中,引入了通用的基于组件的多物理场分析代码-Albany,用于GCS问题的建模和分析。基于组件的方法允许应用程序代码开发工作集中于编写物理模型。奥尔巴尼的一个显着特征是强大的自动微分实用程序,可用于自动计算系统雅可比行列式和一致的切线。两个数值问题,即 井筒注水和二氧化碳在狭窄地下通道中的运输被开发出来,以证明奥尔巴尼分析框架的性能。结果与Comsol的结果进行了验证和匹配,Comsol是一个强大的商业多物理场有限元软件包。还对数值结果进行了全面分析,以深入了解GCS过程中孔隙压力和位移场的分布曲线和时间演化。