Работа с вузами

Выбрать язык:

Разработчик: simmakers.ru
Прямоугольная область шириной 40 м, глубиной 120 м и высотой 200 м по высоте заполнена 9 типами ИГЭ (торф, супесь, лед, глина, суглинок, песок). Под насыпью, заполненной песком, установлены две скважины с теплоизоляцией. Граничные условия на скважинах задаются в зависимости от глубины: 1) на 0-40 м температура продукта +40 ℃; 2) на 40-150 м температураКуст добывающих скважин: ANSYS, Comsol, Frost 3D

Модель «Куст добывающих скважин»

Прямоугольная область шириной 40 м, глубиной 120 м и высотой 200 м по высоте заполнена 9 типами ИГЭ (торф, супесь, лед, глина, суглинок, песок).
Под насыпью, заполненной песком, установлены две скважины с теплоизоляцией. Граничные условия на скважинах задаются в зависимости от глубины: 1) на 0-40 м температура продукта +40 ℃; 2) на 40-150 м температура продукта +40 ℃; 3) на 150-200 м температура продукта +10 ℃. Граничные условия на поверхности и на откосах насыпи устанавливается с повышенным коэффициентом снегонакопления. В насыпи уложен теплоизолятор вокруг скважины.

Расчет проводился с 29.03.2025 по 29.03.2055.

В расчетах использовались сетки со следующими шагами по осям:

Frost 3D Ansys Comsol Multiphysics
OX – от 0.05 м до 1 м
OY – от 0.05 м до 1 м
OZ – от 0.05 м до 1 м		 OX – 0.1 м до 1 м
OY – 0.1 м до 1 м
OZ – 0.1 м до 5.3 м		 OX – 0.1 м до 1.5 м
OY – 0.1 м до 1.5 м
OZ – 0.1 м до 7.5 м

Контрольные параметры – расстояние от верхней границы расчетной области до глубины температуры фазового перехода и расстояние между фронтами фазовых волн от скважин.

Куст добывающих газовых скважин


Куст добывающих газовых скважин
Расчетная сетка во Frost3d


Расчетная сетка во Frost 3d
Расчетная сетка в Ansys


Расчетная сетка в Ansys
Расчетная сетка в Comsol


Расчетная сетка в Comsol
Сравнение результатов расчетов, в поперечном сечении

Frost 3D

Сечение поперек куста скважин | Frost 3D

144.94 м

Контрольный параметр в координатах
([X=0;Y=60])

Ansys

Сечение поперек куста скважин | Ansys

144.8 м

Контрольный параметр в координатах
([X=0;Y=60])

Comsol

Сечение поперек куста скважин | Comsol

144.95 м

Контрольный параметр в координатах
([X=0;Y=60])

Сравнение результатов расчетов, в продольном сечении

Frost 3D

Сечение вдоль куста скважин | Frost 3D

15.99 м

Контрольный параметр в координатах
([Y=60;Z=-20])

Ansys

Сечение вдоль куста скважин | Ansys

16.52 м

Контрольный параметр в координатах
([Y=60;Z=-20])

Comsol

Сечение вдоль куста скважин | Comsol

16.15 м

Контрольный параметр в координатах
([Y=60;Z=-20])

Для построения графиков сравнения температур в качестве опорных точек были выбраны следующие координаты зависимостей от глубины:

     X = 0 Y = 30;
     X = 40 Y = 30;
     X = 0 Y = 0.

 Линии отслеживания разницы температур

Распределение температуры по глубине по координате X=40; Y=30 Распределение температуры по глубине по координате X=40; Y=30

Разница температур Frost 3D и Comsol:
• максимальная 0.5 ℃;
• средневзвешенная по глубине 0.012 ℃
Разница температур Frost 3D и Ansys:
• максимальная 0.4 ℃
• средневзвешенная по глубине 0.08 ℃

Распределение температуры по глубине по координате X=0; Y=30 Распределение температуры по глубине по координате X=0; Y=30

Разница температур Frost 3D и Comsol:
• максимальная 0.8 ℃;
• средневзвешенная по глубине 0.025 ℃
Разница температур Frost 3D и Ansys:
• максимальная 0.8 ℃;
• средневзвешенная по глубине 0.089 ℃

Распределение температуры по глубине по координате X=0; Y=0 Распределение температуры по глубине по координате X=0; Y=0

Разница температур Frost 3D и Comsol:
• максимальная 0.9 ℃;
• средневзвешенная по глубине 0.06 ℃
Разница температур Frost 3D и Ansys:
• максимальная 0.8 ℃;
• средневзвешенная по глубине 0.098 ℃

Некоторые пользовательские параметры при создании проекта:

Число элементов расчетной сетки Число узлов расчетной сетки (линейная дискретизация в МКЭ) Время расчета (Ryzen 9 5900X и GeForce RTX 3060), ч
Frost 3D 5250000 5359000 1,5
Comsol Multiphysics 1202000 377600 7
Ansys 3165000 1052000 23

Вывод

Исследование показывает хорошую согласованность результатов расчетов в программах Frost 3D, Ansys и Comsol Multiphysics. Относительная погрешность (по глубине растепления) Frost 3D в сравнении с Ansys составляет 3,3%, с Comsol — 1%. В абсолютных значениях (по температуре) средневзвешенная погрешность с Ansys составляет 0,089 ℃, с Comsol — 0,032 ℃.

Для построения графиков сравнения температур и расчета разницы в качестве опорных точек были выбраны следующие координаты зависимостей от глубины:

      X = 0 Y = 30;
      X = 40 Y = 30;
      X = 0 Y = 0.

Линии отслеживания разницы температур
Мы используем cookie-файлы. Оставаясь на сайте, вы соглашаетесь с их использованием. Подробнее.
Принять
Отказаться