含流体相应力杂交单元等效弹性模量的分析

摘要：

在页岩气开采的过程中,对含有大量微孔洞的页岩的真实模拟存在困难,因为往往涉及到带有流体孔洞问题,其中最主要的是拉格朗日网格与欧拉网格的过渡问题.针对这一问题,建立了一种带有流体的固体单元模型.在流固交界面引入面力平衡条件后,得到了它的修正余能泛函,并推导出一种新的带流体的应力杂交元.在与普通商业有限元软件MARC对比验证其有效性后,分别研究了在形状、体分比、空间分布位置、半径改变时模型等效弹性模量的变化.结果表明,不同形状对等效弹性模量影响不大;同体分比时,含流体孔半径增大,等效弹性模量也随之增大;体分比增大时,模型等效弹性模量逐渐下降;角度逐渐增大时,等效弹性模量逐渐减小,并且下降幅度逐渐减小.模型在流固交界面发生应力集中,且集中方向为孔的上下两侧.

关键词：流体固体材料、应力杂交单元、页岩气开采、等效弹性常数、欧拉网格、拉格朗日网格

所属期刊栏目：45

分类号：O343.1(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金12072135

在线出版日期：2023-02-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：48-57,70