热采井套管损坏力学机理及数值模拟编辑推荐

热采井套损不同于常规注水开发油田的套损，主要原因在于热采过程中储层温度变化大，由于温度变化而引起的套管热应力是引起套损的一个重要因素。热采井套损是一个典型的渗流—温度—应力三场耦合问题，无论是理论，还是计算，都是非常复杂的课题。刘建军、曾流芳、纪佑军、高聚同所著的《热采井套管损坏力学机理及数值模拟》总结课题组在热采井套损方面的研究成果，从理论上重点阐述热采井套损多物理场耦合理论和计算方法，并结合工程实例，归纳热采井套损数值模拟的研究成果。

《热采井套管损坏力学机理及数值模拟》总结了作者刘建军、曾流芳、纪佑军、高聚同近年来在热采井套管损坏方面的研究成果，并结合国内外相关研究成果，对热采井套管损坏的力学机理、数值预测及防控方法等做了较系统和全面的论述，提出基于渗流一温度一应力耦合理论的热采井套管受力计算和分析模型，通过数值模拟，揭示影响套管损坏的主要因素，给出现场防控的主要技术措施。研究成果对热采井套管保护具有重要的参考价值。全书共8章，内容包括热采井热力套损力学机理、套管受力数学力学模型、套管受力数值计算方法、套管损坏的影响因素分析、热力套损防控方法等。

《热采井套管损坏力学机理及数值模拟》可供石油工程、岩土工程、地下工程等专业的科研人员、设计和施工人员阅读，也可供高等院校的相关专业教师、研究生、本科生等参考。

刘建军，1972年出生于河南省襄城县，1996年7月毕业于辽宁工程技术大学采矿工程专业并获工学学士学位，1999年1月于辽宁工程技术大学工程力学专业并获工学硕士学位，2002年1月毕业于中国石油天然气总公司·中国科学院渗流流体力学研究所并获工学博士学位，同年进入中国科学院武汉岩土力学研究所做博士后，之后在武汉工业学。院工作，2009年8月到西南石油大学任教。现为西南石油大学土木工程与建筑学院院长，教授，博士生导师。兼任Physicaland Numerical Simulation of GeotechnicalEngineering主编、《渗流力学进展》副主编，中国力学学会渗流力学专业组成员、中国岩石力学与工程学会青年工作委员会和地面岩石工程专业委员会委员等。主要从事渗流及其多场耦合问题理论及工程应用方面的研究工作。先后主持国家自然科学基金、国家科技重大专项课题、石油科技中青年创新基金、湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目、中国科学院重点基础研究项目、中国科学院知识创新工程领域前沿课题等纵向项目22项，以及来自石油、水电、岩土等行业的横向课题32个，公开发表论文196篇，其中SCI、EI、ISTP收录126篇。主编教材3部、国际会议论文集1部。曾获全国师德先进个人、湖北省教书育人先进个人、湖北省十大杰出青年提名奖、湖北省有突出贡献中青年专家等荣誉称号。主要研究方向包括：①微细观渗流力学；②多孔介质多场耦合力学；③石油工程防灾减灾；④能源与废弃物地下处置；⑤油气藏流固耦合数值模拟；⑥岩土体多场耦合分析。 2100433B

力学现象的数学模拟，常常归结为求解常微分方程、偏微分方程、积分方程、或代数方程。求解这些方程的方法有两类：一类是求分析解，即以公式表示的解；另一类是求数值解，即以成批数字表示的解。很多力学问题相当复杂，特别是复杂的偏微分方程组，一般难以得出它们的分析解，而用数值方法求解则运算步骤繁复，耗用人力很多，因此在电子计算机出现以前，非不得已不用。20世纪50年代以来，出现了配有现代程序设计语言的通用数字计算机。计算机的快速运算和大存贮量，使解复杂的力学问题成为可能。三十多年来，随着计算机的改进，数值方法得到广泛的应用和很大的发展；主要是考虑算得更快、更准、省钱，并为原先不能算的问题构造算法。数值方法很多，求解偏微分方程数值解，以有限差分方法和有限元法使用最广；此外，还有变分方法、直线法、特征线法和谱方法，等等。这些方法的实质绝大多数是将偏微分方程问题化成代数问题，然后再用计算机求未知函数的数值解。

计算力学差分法

有简单、灵活和通用性强等特点。用差分方法求数值解时，须先将自变量的定义域“离散化”，即只企图算自变量定义域中有限个点的未知函数的近似值。如果自变量只有一个，则可把要计算的区间离散成个线段。如果自变量有两个，而计算区域是图1[二变量区域的离散化]所示的矩形，则最简单的离散方式是把区域分成乘个小矩形。小矩形的长 和宽分别叫作方向和方向的步长。微分方程中出现的偏导数(，)， 在微积分中是差商的极限，在有限差分方法中则代以差商。如图1[二变量区域的离散化]中点的有的情形可代以差商(()-())/2，有的情形可代以(()-())/，如果有二阶偏导数，常常可代以二阶差商(()-2() ())/2，其中()、()和()分别表示相应点的值。 如以适当的差商来代替微分方程每一个导数，就得到对应于

原微分方程的差分方程怎样选差商至关重要。此外，偏微分方程总还要附加边界或初始条件，这些条件也要用差分形式表示。这样，对于每个网格点的未知函数值作出未知量的代数方程组。如果网格分得较密，即步长和都比较小，或与 的数值都比较大，则所得代数方程组的未知量的数目将很大，但借助计算机，还是可以很快求出解来。由于步长无法取为零，因此用差分方法只能求得原微分方程的近似解。但只要选择合理的差商和步长，计算结果仍能令人满意，有时还能得到精度很高的解。有限元法

这种方法是把计算区域剖分成大小不等的三角形（或其他形状的）单元，然后在各单元上用适当的插值函数来代替未知函数。根据变分原理，可将偏微分方程化成代数方程来求解。这种方法具有很广泛的适应性，特别适于求解具有复杂边界形状和物理条件的问题，而且很容易在计算机上实现。1970年以来已研究出一些适用于广泛的线性问题的有限元通用程序，对工程设计起很大作用。按照有限元法剖分的思想，把汽车外壳剖分成大小不等的许多三角形单元，而对弯曲边界只须裁弯取直即可。在应力变化剧烈和要求精确计算的地方，须把单元取得小些；在变化不剧烈的地方则可取得大些。用这种方法不仅可以适应复杂的区域，还可以尽量减少总的单元数目，从而减少未知量的数目。如果在有限差分方法中用矩形网格，则较难处理如此复杂的区域。

《高等学校教材·化工过程数值模拟及软件(第2版)》旨在介绍化工过程模拟的基本概念和方法，提供利用相关模拟软件进行实际化工过程的模拟的步骤和技巧。

《高等学校教材·化工过程数值模拟及软件(第2版)》可作为高等学校应用化学、化学及化工类专业本科生和研究生的教材，也可供石油与化工、轻工等行业从事开发的工程技术人员参考。

《结构损伤识别及数值模拟》是唐小兵著的论文。

副题名

外文题名

Structural damage identification and numerical simulation

论文作者

唐小兵著

导师

陈定方,沈成武指导

学科专业

机械设计与理论

学位级别

d 2004n

学位授予单位

武汉理工大学

学位授予时间

2004

关键词

损伤力学 结构损伤 损伤识别

馆藏号

O346

唯一标识符

108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.002883099

馆藏目录

2005\O346\3 2100433B