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PFC热固耦合——深埋岩石传热

1年前浏览6853

PFC提供了两个耦合方法,一个是流固耦合,一个是热固耦合。热固耦合有两个概念:一个是传热、一个是热胀冷缩,前者决定了固体对热力场的影响,后者是热力对固体的影响。


    热力学参数有三个:热膨胀系数- thexp 热阻 - thres 比热容 - sheat。第一个反应的是固体由于温度改变引起的热胀冷缩,第二个和第三个反应的是固体间的传热。


    这里提供一个简单的算例反应一下深埋岩石的传热,这个现象也比较多,比如火山附近的岩石都会有这种边值问题。


    首先形成一个岩石,成样、预压和加胶结,这里不再赘述了。后面进入热力学部分,保持围压不关闭。


下面为热力学实现的代码:


    restore jiajiaojie

    configure thermalset thermal on mechanical oncontact thermal model ThermalPipe ball thermal attribute temperature 300wall thermal attribute temperature 300ball thermal attribute sheat 0.84e1 thexp 8.0e-6ball thermal property thres 0.1

    wall thermal attribute temperature 380 range id 4ball group left range x [-wlx*0.5] [-wlx*0.5 rdmax*2.0]ball thermal attribute  temperature 380 range group leftball thermal fix range group left

    [count=1][baocunpinlv=0.05][time_record=mech.age-1]def savefile    if mech.age-time_record > baocunpinlv then        filename=string.build("jieguo%1",count)        command            save @filename        endcommand        time_record=mech.age        count =1    endif    endset fish callback -1.0 @savefile

    set timestep fix 1e-5cycle 1

    solve thermal age 1.0



        为了加快计算速度,将时步进行适当的放大,并且将比热容设置的小一点。


        如图为试样的初始边界条件:


    image.png


        左边的墙和颗粒都设为380k,其余的设置为300k。注意一下这里温度的单位为开尔文温度,和摄氏度的换算为。摄氏度=开氏温度-273。将左边颗粒的温度fix一下,基本上就形成了我们的边界条件。


        下面看一下计算0.1s的状态:


    image.png

        可以发现热量开始向内部传递


        下面为看一下不同时刻的状态:


    0.2s

    image.png


    0.4s


    image.png


    0.6s


    image.png


    0.8s

    image.png


    1.0s

    微信截图_20220720143208.png


    当然做成动图也可以:


    640 (3).gif


        我们这里会发现一个问题,在温度场中有一些奇异点,这是因为在PFC中温度的传递是通过颗粒之间的接触,这些奇异点和周围的岩石没有接触,也就是如下图所示的赋存状态。


    image.png



        

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    首次发布时间:2022-07-20
    最近编辑:1年前
    lobby
    硕士 |擅长颗粒流PFC
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    未登录
    7条评论
    正青春
    签名征集中
    9月前
    我是刚开始学习PFC的,想找一个一起学习的同伴最好是进行模拟不同温度转换的岩石单轴压缩的同伴,我的Q 1175955093,可以交流学习
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    仿真秀57057259520
    签名征集中
    9月前
    你好,请问能模拟裂缝导流能力吗?
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    @_@
    签名征集中
    1年前
    lobby老师,您好!我进行多次温度转换后,总是出现某个热阻为0的情况,应该如何修改呢
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    仿真秀0714000855
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    1年前
    想咨询一下,温度加载可以加载在岩石内部吗
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    好难好难
    签名征集中
    1年前
    lobby大哥好,我在加热处理后进行单轴压缩,但是会报错(系统崩溃 强制退出)。这是什么原因,是缺少什么代码吗?
    回复 3条回复
    徒手敲PFC
    签名征集中
    1年前
    您好,请问不同温度处理后的岩石进行单轴压缩,岩石怎么实现整体从外到内温度的影响呢?
    回复 1条回复
    仿真秀0918173437
    签名征集中
    1年前
    您好,想问一下,PFC的热力学模块能不能实现:1.颗粒间接触参数随温度变化改变2.热工参数随颗粒温度发生改变
    回复 1条回复

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