地热开发数值模拟理论、技术与应用
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作者许天福
出版社华东理工大学出版社
ISBN9787562866459
出版时间2021-03
装帧精装
开本16开
定价238元
货号11746049
上书时间2024-12-23
商品详情
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目录
1 引言0011.1基本概念与意义0031.2数值模拟的优势0051.3国内外现状0061.3.1数值模拟软件研发历程0061.3.2地热开采数值模拟应用现状011参考文献020第2章 物理过程与数学模型0292.1多孔介质传热-流动过程与数学模型0312.1.1质量守恒方程0312.1.2流动控制方程0322.1.3能量守恒方程与热传递理论0362.1.4多相多组分系统渗流理论0402.2井筒中传热-流动过程与数学模型0472.2.1动量守恒方程0472.2.2漂移流模型0492.2.3井筒内的能量传递过程0512.3地球化学过程与数学模型0522.3.1溶质运移理论与模型0522.3.2水化学反应0552.4 岩石力学过程与数学模型064 2.4.1 岩石力学基本假设 064 2.4.2 应力分析及应力平衡方程 065 2.4.3 岩石破坏控制方程 072 参考文献 074 第 3 章 数值模型的建立与求解 077 3.1 传热 流动耦合数值模型 079 3.1.1 积分有限差基本原理 079 3.1.2 Newton Raphson 迭代求解 081 3.1.3 数值模型求解 083 3.2 地球化学数值模型 086 3.2.1 溶质运移过程数值模型 086 3.2.2 化学反应过程数值模型 088 3.3 力学数值模型 090 3.3.1 力学与传热 流动过程耦合方式 090 3.3.2 弹性力学问题的解法 091 3.3.3 三维力学模型有限元离散 092 3.3.4 力学方程组求解 097 参考文献 098 第 4 章 模拟程序简介 101 4.1 TOUGH 系列程序 103 4.1.1 TOUGH2 104 4.1.2 TOUGHREACT 107 4.1.3 TOUGH2 FLAC3D 109 4.1.4 iTOUGH2 111 4.1.5 T2Well 1124.1.6TOUGH - MP1124.1.7GeoT1144.1.8TOUGH2Biot1164.2其他多场耦合程序1174.2.1OpenGeoSys1174.2.2FEFLOW1194.2.3PHREEQC1204.2.4FLAC3D1204.2.5ABAQUS1224.2.6COMSOL Multiphysics1244.3高性能并行计算1254.3.1并行计算介绍1264.3.2并行研究现状1274.3.3并行处理过程1284.4三维地质模型与可视化技术1294.4.1三角剖分1294.4.2三维地质建模1324.4.3可视化技术134参考文献137第5章 地热能开发传热-流动耦合模拟场地应用实例1415.1松辽盆地干热岩地热能优化开采数值模拟1435.1.1区域地质概况1435.1.2热储靶区选择1465.1.3 EGS优化开采模型建立1465.1.4数值剖分1495.1.5模拟结果与分析1505.1.6模型不确定性分析1595.1.7结论1655.2青海共和盆地干热岩地热资源发电潜力评价1665.2.1区域地质概况1675.2.2干热岩发电系统设计1685.2.3数值模型建立1705.2.4地热开采性能评价准则1735.2.5模拟结果与分析1745.2.6模型不确定性分析1785.2.7结论1835.3青海贵德断裂型地热田优化开采数值模拟1845.3.1区域地质条件1855.3.2数值模型建立1885.3.3运行参数优化1915.3.4储层条件对产能影响分析2005.3.5结论2035.4单井闭循环式地热系统开采潜力数值模拟2045.4.1研究区概况2065.4.2数值模型建立2085.4.3模拟方案2115.4.4模拟结果与分析2125.4.5结论2155.5意大利Pisa盆地地热开发数值模拟2165.5.1研究区概况2165.5.2数值模型建立2175.5.3模拟结果与分析2205.5.4地热储层非均质性影响分析2235.5.5结论2285.6超临界地热开采数值模拟2295.6.1研究背景2295.6.2超临界地热的模拟工具开发2315.6.3冰岛1DDP-2超临界地热场地2345.6.4数值模型建立2385.6.5模拟结果与分析2405.6.6结论244参考文献245第6章 地热能开发传热-流动-化学耦合模拟场地应用实例2496.1青海贵德地热田开发化学堵塞数值模拟2516.1.1扎仓地热田场地概况2516.1.2数值模型建立2536.1.3参数设置2546.1.4模拟结果与分析2566.1.5结论2656 2常规化学剌激对EGS热储层改造作用数值模拟2656.2.1数值模型建立2666.2.2水文地质参数设置2676.2.3地球化学参数设置2686.2.4模拟结果与分析2706.2.5模型不确定性分析2746.2.6结论2806.3 CO2-常规酸双相化学剌激工艺数值模拟2816.3.1CO2-常规酸双相化学刺激工艺的提出2816.3.2数值模型建立2836.3.3模拟方案设计2846.3.4模拟结果与讨论2846.3.5结论289参考文献 289 第 7 章 地热能开发传热 流动 力学耦合模拟场地应用实例 293 7.1 美国 Desert Peak 地热田水力压裂数值模拟 295 7.1.1 Desert Peak EGS 工程概况 295 7.1.2 水力压裂模型 298 7.1.3 数值模型建立 305 7.1.4 模型校正 309 7.1.5 模拟结果与分析 315 7.1.6 讨论 321 7.1.7 结论 323 7.2 美国 Raft River 地热田水力压裂数值模拟 323 7.2.1 Raft River EGS 示范工程概况 324 7.2.2 数值模型建立 326 7.2.3 模型校正 329 7.2.4 模拟结果与分析 330 7.2.5 结论 334 参考文献 334 第 8 章 未来地热能开发数值模拟技术展望 337 8.1 干热岩储层建造效果预测模拟技术 339 8.2 干热岩裂隙网络示踪反演模拟技术 340 8.3 深度学习、机器学习与传统模拟技术相结合 341 8.4 T-H-M-C 多场耦合作用模拟技术 342 参考文献 343 索引 345
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在“碳达峰 碳中和”目标背景下，中国地热能开发利用进入了一个高质量、规模化快速发展的新时代。“新时代地热能高效开发与利用研究丛书”正是在这样的大背景下应时应需地出笼的。丛书由中国科学院地质与地球物理研究所庞忠和教授担任总主编，由中国科学院汪集暘院士、贾承造院士，中国工程院马永生院士、多吉院士、武强院士担任学术顾问。各分册的主编来自吉林大学、天津大学等高校和北京市工程地质研究所、北京市地质矿产勘查院、天津地热勘查开发设计院等相关院所，都是地热能开发利用领域的领军人才。丛书的编写以能源领域国家重大战略规划为指引，以地热能开发利用产业高质量发展为目标，服务从事地热能勘查、开发和利用实际工作的工程技术人员和项目管理人员。丛书基于三横四纵的知识矩阵进行布局：在横向上包括了浅层地热能、中深层地热能和深层地热能；在纵向上，从地热勘查技术，到开采技术，再到利用技术，以及项目管理。当前，国家对“十四五”期间地热能的发展纲领已经明确，2023年第七届世界地热大会即将在北京召开，中国地热能产业正在大步迈向新的发展阶段，其必将推动中国从地热大国走向地热强国。本丛书的出版将为我国新时代的地热能产业高质量发展以及国家能源转型、应对气候变化和建设生态文明战略目标的实现做出贡献，为中国地热献礼。1.本书是国家出版基金、“十四五”时期国家重点出版物出版专项规划、上海市促进文化创意产业发展财政扶持资金项目——“新时代地热能高效开发与利用研究丛书”的分册之一。2.本书从地热能开发数值模拟相关的基本概念和理论入手，围绕地热开发过程中涉及的热传递(T)、流动(H)、岩石力学(M)、水岩化学作用(C)等多场耦合过程和控制方程展开论述和刻画，内容全面系统。3.本书基于国内外较为成熟的数值模拟方法和计算程序，选取国内外典型地热田开发场地作为实际应用案例，体现了良好的创新性、实践性和示范性，对从事地下多相流理论和地下新能源开发等方面的研究工作指导性、针对性强。4.图书装帧精美，全彩印刷，清晰展现地热资源开发数值模拟的理论、技术和现场应用等内容，颇具收藏价值。
精彩内容
《地热开发数值模拟理论、技术与应用》是“新时代地热能高效开发与利用研究丛书”的一个分册。本书从地热能开发数值模拟相关的基本概念和理论入手,围绕地热开发过程中涉及的热传递(T)、流动(H)、岩石力学(M)、水岩化学作用(C)等多场耦合过程和控制方程展开论述和刻画,基于国内外较为成熟的数值模拟方法和计算程序,选取国内外典型地热田开发场地作为实际应用案例,并对未来地热能开发相关数值模拟技术进行展望。本书内容丰富、层次清晰、图文并茂、注重创新，可供从事地下多相流理论和地下新能源开发等方面研究的科学技术人员、本科生、硕士与博士研究生参考。
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