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星辰技文|ABAQUS压裂仿真中裂缝的初始宽度

星辰技文|ABAQUS压裂仿真中裂缝的初始宽度 北京微万恒瑞科技有限公司
2019-10-15
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导读:一、背景介绍:使用ABAQUS进行压裂仿真时,经常会采用XFEM和Cohesive单元两种方法,在输出结果时

一、背景介绍:

使用ABAQUS进行压裂仿真时,经常会采用XFEM和Cohesive单元两种方法,在输出结果时,我们可以获得裂缝宽度PFOPEN和PFOPENXFEM,这两个参数是程序计算得到的裂缝宽度,但观察数据以后会发现,得到的破裂单元的裂缝宽度数值永远是大于0.002,这是由于这两种方法均默认裂缝初始宽度宽度为0.002,只要单元的损伤值达到1,那么裂缝宽度就为0.002,单元内部将会有液体流入;但很多情况下,这个默认数值太大了,比如真实裂缝宽度本来只有0.0002,还少一个数量级,那么根本无法体现出裂缝宽度的变化和影响,因为abaqus内置的缝隙流模型中,裂缝宽度d会极大影响流体阻力,如果我们不允许0.002和0.0002之间的这种误差,这就要求我们对默认数值进行修改。


二、帮助文档中相关介绍:

Cohesive:《Abaqus Analysis User's Guide》32.5.7 Defining the constitutive response of fluid within the cohesive element gap中这样描述:

XFEM:《Abaqus Analysis User's Guide》10.7.1 Modeling discontinuities as an enriched feature using the extended finite element中也是这样描述:

三、修改方法:

两种方法都可以通过*Section Controls, initial gap opening 进行定义,但这种方法目前不支持CAE定义,只能修改INP文件,方法如下:

  1. 将能正常运行的job模型生成INP文件:JOB模块->菜单Job->Write Input->JobName;

  2. 在工作目录下找到JobName.inp,打开。

  3. 找到“*End Assembly”行,在其后,另起一行,增加如下关键字:*Section Controls, NAME=EC-1, initial gap opening=0.00002

  4. XFEM方法时,找到裂缝扩展区域Solid Section 定义行,在该行末尾添加:“,CONTROLS=EC-1”;

  5. Cohesive方法时,找到Cohesive单元的Cohesive Section 定义行,在该行末尾添加:“,CONTROLS=EC-1”;

  6. 修改完成,重命名JOB文件为JobName-M.inp,提交运算:Job->Create…,Source为Inp File,然后选择新的任务文件,提交计算。


水力压裂仿真是一个复杂的几何、材料非线性的渗流-应力耦合分析类型,涉及丰富的力学知识,同时还需具备一定的压裂施工经验,才能在仿真分析中挖掘、摸索规律,验证或支持我们的想法。



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北京微万恒瑞科技有限公司服务于工业产品的开发和评估,为产品提供全寿命周期内的数值仿真分析,旨在替代物理试验、降低产品研发成本、缩短产品研发周期、提高产品可靠性。主要包括产品结构动力学、静力学、运动学、热力学等方面数值仿真及技术支持。
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