基于ANSYS的鄂尔多斯盆地某工区的数值模拟

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1、518基于ANSYS的鄂尔多斯盆地某工区的数值模拟丁靖洋周宏伟张涛孙召拴王健(中国矿业大学(北京>力建学院100083)摘要基于某工区测井实测的七个岩层的力学参数，采用ANSYS前处理器进行建模，DYNA求解器进行运算，LS-PREPOST后处理器获得谊工区的第一主应力，第三主应力等应力应变云图，与测井所实测得的最大地应力，最小地应力进行对比，说明数值模拟在工程上的可参考性．关键词ANSYSDYNAFORTRAN编程一、工区介绍该工区位于鄂尔多斯盆地，x方向(东两方向)距离范围为19385000—19426000米，Y方向(南北方向)范围为4007000-4080000

2、米，Z方向(工区最底面至地表面)最底层统一取为-4000米，表层为海拔高度不』一的起伏地表面。沿Z方向共有七层成岩时期不同的岩层，每层获得的数据点个数为40*70=2800个，即相当-

3、二在最底层铺了一张坐标纸，X方向40列，Y方向70列，沿Z方向共有7段高度。二、建模技术简介2．1由点连接成体的技巧由于地表的起伏性给ANSYS建模带来了难度，故采用一种“上三角面．下三角面各对应点沿Z高度方向依次相连”的方法来进行克服这一难题，如图l，将第一层的三个数据点(19641．19601，19602)与第■层相对应位置上的三个数据点(41，1,2)沿Z高度方向连接，即组成了一个

4、五面体．采用FORTRAN[IJ语言进行编程处理，最终共得到37674个五面体．2．2给每一个体赋值不同材料力学属性的技巧由丁各岩层的成岩时间各不相同，且由于T区范阐较广，各岩层之间、同一岩层不同位置之间的岩石力学参数也不尽相同，故在给ANSYS建立的体模型赋值材料属性的过程中带来了一定难度，在此处，采用“由SllYfer软件插值出网格化的材料属性”的方法来解决。如图2．为：L区内的测井点位图，共5l口测并，由此可测得5l组测井所在位置处的岩石的材料属性．以此5l组材料属性为依托进行插值计算．可获得每一组ANSYS体元所对应的材料参数，共37674组．将VSEL，VAT

5、I"42J命令编入FORTRAN语言中，可得到“体元一材料参数组”的一一对应关系。然后划分网格(145314个单元)，施加边界条件，进行建模计算。图I建々kNSYS1L面件币意措—----L--—-—-----J----------------—-—．-----一●●●●．0鼍．·：：三、建模计算结果图2测井的点付目将ANSYS的APDL语言写入K文件．交由DYNA求解器进行计算，计算终止后，由LS．PREPOST‘31后处理器获得rl=区内各岩层的应力应变云图，现取出某一岩层的第三主应力云脚如削3。H3D”f^日算的某岩层的第={R力il目xT一～x■■●■■■■●●

6、i■■_m柚q1¨四辨帆船珊纰‰曲圉4为m测井数据获得的相应岩层的最』=地应力等值线图，与DYNA数值模拟所获得的应力分布情况相近，说明了数值模拟的可供参考性。幽t删并数据获得的某岩屉的地庵力荆^线圈四、结论此淡数值模拟是基r某t：lx．的实际工程背景FORTRAN语言编挫根好地应川丁建模过程当中，值，H计算结果’，实测地麻力等值线蹦较为相近建立了复杂地层的ANSYS模型，jl：将实现了～体一属性”的多组材料属性的赋说明了数值模拟结果的可供参考性。参考文献l谭浩％⋯戢请FORTRAN*=；--FORTRAN?'／结掏化排序没¨北京：；^4太{m版#，19902咖n耻L等

7、ANSYSLS-DYNA动力"析n洁’Jj牲《例北求iIi旧水利水ib}h版社，20083ltI≈样LS—DYNA3D理绝坫日％蜜恻仆析北京科学fH版社．2005