张杰,卜祥英,杨通

(河北联合大学 河北省地震工程研究中心,河北唐山 063009)

0 引 言

传统的输液管道系统振动分析不考虑流体流动的多孔介质对管道的影响,及认为多孔介质骨架是完全刚性的,在孔隙流体压力变化过程中,固体骨架不产生任何弹性或塑性的变形,对输液管道振动分析不产生影响。这是将此问题作为非耦合问题来研究,虽然得到简化,却不切合实际,得到的结果也是不精确的[1]。近年来,流固耦合问题越来越受到人们的重视,这方面的研究也已涉及许多领域。如地面沉降、水库诱发地震、堤坝稳定性、煤层瓦斯渗流等;从技术上与不同工程领域如土木、航空航天、船舶、动力、海洋、石化、机械、核动力、地质、生物工程等均有关系[2]。流固耦合问题也广泛存在于石油工业中,如注采过程中的油藏渗流、井壁稳定、油井和套管的损坏、产层出砂、水力压裂、地层失稳坍塌等[3]。

流固耦合作用对埋地管道破坏的影响分析的研究日趋成熟,已广泛应用工程实际,并取得了实际效益。多孔介质流固耦合的研究也吸引了大批工作者逐步深入,本文的工作以有限元分析软件ADINA为平台,介绍建模方法,建立多孔介质流固耦合有限元模型。

1 ADINA有限元建模

1.1 建模方法介绍

ADINA提供了两种建模的基本方法——native(Sim ple)和parasolid(B-Rep)建模[4]。Native建模是一种传统的建模方法,其几何元素包括几何点(point)、几何线(line)、几何面(Surface)、几何体(Volume)等。每个线、面和体形状比较简单,能够独立进行网格剖分。Native几何建模方式是一种从底向上的建模方式,由点生成线,由线生成面,再由面生成体。……