干熱巖地?zé)崮苁菢O具開(kāi)發(fā)前景的可再生能源,目前干熱巖地?zé)崮荛_(kāi)采大多使用增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng),在該系統(tǒng)中,建造人工儲(chǔ)層非常困難且局限性較大,致使全世界至今未建成商業(yè)規(guī)模的干熱巖電站。本文針對(duì)團(tuán)隊(duì)2008年提出的斷層模式干熱巖地?zé)衢_(kāi)發(fā)方案,以中國(guó)西藏羊八井高溫地?zé)崽锷顚哟髢A角斷層帶作為天然的人工儲(chǔ)層,采用三維固-流-熱耦合數(shù)值模擬方法,研究斷層模式干熱巖地?zé)衢_(kāi)發(fā)過(guò)程中溫度場(chǎng)、滲流場(chǎng)、固體應(yīng)力場(chǎng)的變化規(guī)律及出力與壽命。主要工作及成果如下:1.建立了用于干熱巖地?zé)衢_(kāi)發(fā)的擬連續(xù)介質(zhì)固-流-熱耦合計(jì)算模型,即溫度場(chǎng)、固體應(yīng)力場(chǎng)、滲流場(chǎng)的控制方程。分別采用有限單元法和有限體積法給出了離散方程。2.在Visual Studio2015環(huán)境下使用C++、QT、OpenGL編制了THM-FF軟件,該軟件用于固-流-熱耦合數(shù)值計(jì)算,還具備網(wǎng)格劃分、材料賦值、施加邊界條件及指定節(jié)點(diǎn)或單元的數(shù)據(jù)提取等功能。3.根據(jù)西藏羊八井的斷層結(jié)構(gòu),沿水平走向,間隔6000m布置一個(gè)注水井和兩個(gè)生產(chǎn)井,形成一個(gè)獨(dú)立的干熱巖地?zé)衢_(kāi)采系統(tǒng)。通過(guò)THM-FF軟件進(jìn)行干熱巖地?zé)衢_(kāi)發(fā)的固-流-熱耦合數(shù)值計(jì)算,得到以下結(jié)論:（1）注水初期,注水... 

【文章頁(yè)數(shù)】：122 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 地?zé)豳Y源的發(fā)展?jié)摿?br>    1.2 干熱巖地?zé)衢_(kāi)采技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 干熱巖地?zé)衢_(kāi)采數(shù)值模擬研究進(jìn)展
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 擬連續(xù)介質(zhì)固-流-熱耦合數(shù)學(xué)模型
    2.1 基本假設(shè)
    2.2 固-流-熱耦合數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 基質(zhì)巖塊和斷層巖體的變形控制方程
        2.2.2 基質(zhì)巖塊的溫度場(chǎng)控制方程
        2.2.3 斷層巖體的溫度場(chǎng)控制方程
        2.2.4 斷層巖體的滲流場(chǎng)控制方程
    2.3 小結(jié)
第三章 擬連續(xù)介質(zhì)固-流-熱耦合數(shù)學(xué)模型的數(shù)值解法
    3.1 有限單元法(FEM)的理論基礎(chǔ)
        3.1.1 等參變換
        3.1.2 變分有限元法
        3.1.3 加權(quán)殘差法-伽遼金法
    3.2 有限單元法的擬連續(xù)介質(zhì)固-流-熱耦合數(shù)值解法
        3.2.1 基質(zhì)巖塊和斷層巖體變形控制方程的泛函及離散
        3.2.2 基質(zhì)巖塊熱傳導(dǎo)方程的離散
        3.2.3 斷層巖體對(duì)流-傳導(dǎo)方程的離散
        3.2.4 斷層巖體水滲流方程的離散
    3.3 有限體積法(FVM)的理論基礎(chǔ)及數(shù)值解法
        3.3.1 理論基礎(chǔ)
        3.3.2 擴(kuò)散項(xiàng)的離散
        3.3.3 對(duì)流項(xiàng)的離散
        3.3.4 邊界條件處理
    3.4 固-流-熱耦合程序設(shè)計(jì)
第四章 固-流-熱耦合模擬軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)
    4.1 界面設(shè)計(jì)與圖形技術(shù)
        4.1.1 界面設(shè)計(jì)
        4.1.2 圖形技術(shù)
    4.2 前處理模塊
        4.2.1 網(wǎng)格劃分方法
        4.2.2 網(wǎng)格模型建立
        4.2.3 材料參數(shù)定義及賦值
        4.2.4 施加初邊值條件
    4.3 求解模塊
    4.4 后處理模塊
    4.5 有限體積法的算例分析
第五章 西藏羊八井干熱巖地?zé)衢_(kāi)采的數(shù)值模擬研究
    5.1 羊八井干熱巖地?zé)衢_(kāi)發(fā)方案研究
    5.2 模型簡(jiǎn)化及初邊值條件
        5.2.1 坐標(biāo)模型簡(jiǎn)化
        5.2.2 初邊值條件
    5.3 耦合模型的求解方法
    5.4 溫度場(chǎng)變化規(guī)律研究
        5.4.1 垂直剖面溫度場(chǎng)分布
        5.4.2 斷層面上的溫度場(chǎng)分布
    5.5 應(yīng)力場(chǎng)變化規(guī)律研究
        5.5.1 垂直剖面應(yīng)力場(chǎng)分布
        5.5.2 斷層剖面應(yīng)力場(chǎng)分布
    5.6 滲流場(chǎng)變化規(guī)律研究
        5.6.1 垂直剖面流場(chǎng)分布規(guī)律
        5.6.2 斷層剖面比流量分布規(guī)律
    5.7 斷層鉆井處的耦合規(guī)律
        5.7.1 斷層鉆井處的熱-固耦合規(guī)律
        5.7.2 斷層鉆井處的流-固耦合規(guī)律及比流量變化
第六章 西藏羊八井HDR地?zé)衢_(kāi)發(fā)的出力與壽命研究
    6.1 出力和壽命的影響因素及計(jì)算方法
    6.2 西藏羊八井HDR地?zé)犭娬境隽εc壽命計(jì)算
第七章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄 有限體積法的公式補(bǔ)充
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]高溫三軸應(yīng)力下花崗巖蠕變—滲透—熱破裂規(guī)律與地?zé)衢_(kāi)采研究[D]. 張寧.太原理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3685174