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地熱開發數值模擬理論、技術與應用 版權信息
- ISBN：9787562866459
- 條形碼：9787562866459 ; 978-7-5628-6645-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
地熱開發數值模擬理論、技術與應用 本書特色
在“碳達峰 碳中和”目標背景下，中國地熱能開發利用進入了一個高質量、規模化快速發展的新時代。“新時代地熱能高效開發與利用研究叢書”正是在這樣的大背景下應時應需地出籠的。 叢書由中國科學院地質與地球物理研究所龐忠和教授擔任總主編，由中國科學院汪集暘院士、賈承造院士，中國工程院馬永生院士、多吉院士、武強院士擔任學術顧問。各分冊的主編來自吉林大學、天津大學等高校和北京市工程地質研究所、北京市地質礦產勘查院、天津地熱勘查開發設計院等相關院所，都是地熱能開發利用領域的領軍人才。 叢書的編寫以能源領域國家重大戰略規劃為指引，以地熱能開發利用產業高質量發展為目標，服務從事地熱能勘查、開發和利用實際工作的工程技術人員和項目管理人員。叢書基于三橫四縱的知識矩陣進行布局：在橫向上包括了淺層地熱能、中深層地熱能和深層地熱能；在縱向上，從地熱勘查技術，到開采技術，再到利用技術，以及項目管理。 當前，國家對“十四五”期間地熱能的發展綱領已經明確，2023年第七屆世界地熱大會即將在北京召開，中國地熱能產業正在大步邁向新的發展階段，其必將推動中國從地熱大國走向地熱強國。本叢書的出版將為我國新時代的地熱能產業高質量發展以及國家能源轉型、應對氣候變化和建設生態文明戰略目標的實現做出貢獻，為中國地熱獻禮。 1. 本書是國家出版基金、“十四五”時期國家重點出版物出版專項規劃、上海市促進文化創意產業發展財政扶持資金項目——“新時代地熱能高效開發與利用研究叢書”的分冊之一。 2. 本書從地熱能開發數值模擬相關的基本概念和理論入手，圍繞地熱開發過程中涉及的熱傳遞(T)、流動(H)、巖石力學(M)、水巖化學作用(C)等多場耦合過程和控制方程展開論述和刻畫，內容全面系統。 3. 本書基于國內外較為成熟的數值模擬方法和計算程序，選取國內外典型地熱田開發場地作為實際應用案例，體現了良好的創新性、實踐性和示范性，對從事地下多相流理論和地下新能源開發等方面的研究工作指導性、針對性強。 4. 圖書裝幀精美，全彩印刷，清晰展現地熱資源開發數值模擬的理論、技術和現場應用等內容，頗具收藏價值。
地熱開發數值模擬理論、技術與應用 內容簡介
《地熱開發數值模擬理論、技術與應用》是“新時代地熱能高效開發與利用研究叢書”的一個分冊。本書從地熱能開發數值模擬相關的基本概念和理論入手,圍繞地熱開發過程中涉及的熱傳遞(T)、流動(H)、巖石力學(M)、水巖化學作用(C)等多場耦合過程和控制方程展開論述和刻畫,基于國內外較為成熟的數值模擬方法和計算程序,選取國內外典型地熱田開發場地作為實際應用案例,并對未來地熱能開發相關數值模擬技術進行展望。本書內容豐富、層次清晰、圖文并茂、注重創新，可供從事地下多相流理論和地下新能源開發等方面研究的科學技術人員、本科生、碩士與博士研究生參考。
地熱開發數值模擬理論、技術與應用 目錄
1 引言 001
1.1基本概念與意義 003
1.2數值模擬的優勢 005
1.3國內外現狀 006
1.3.1數值模擬軟件研發歷程 006
1.3.2地熱開采數值模擬應用現狀 011
參考文獻 020
第2章 物理過程與數學模型 029
2.1多孔介質傳熱-流動過程與數學模型 031
2.1.1質量守恒方程 031
2.1.2流動控制方程 032
2.1.3能量守恒方程與熱傳遞理論 036
2.1.4多相多組分系統滲流理論 040
2.2井筒中傳熱-流動過程與數學模型 047
2.2.1動量守恒方程 047
2.2.2漂移流模型 049
2.2.3井筒內的能量傳遞過程 051
2.3地球化學過程與數學模型 052
2.3.1溶質運移理論與模型 052
2.3.2水化學反應 055
2.4 巖石力學過程與數學模型064
2.4.1 巖石力學基本假設 064
2.4.2 應力分析及應力平衡方程 065
2.4.3 巖石破壞控制方程 072
參考文獻 074
第 3 章 數值模型的建立與求解 077
3.1 傳熱 流動耦合數值模型 079
3.1.1 積分有限差基本原理 079
3.1.2 Newton Raphson 迭代求解 081
3.1.3 數值模型求解 083
3.2 地球化學數值模型 086
3.2.1 溶質運移過程數值模型 086
3.2.2 化學反應過程數值模型 088
3.3 力學數值模型 090
3.3.1 力學與傳熱 流動過程耦合方式 090
3.3.2 彈性力學問題的解法 091
3.3.3 三維力學模型有限元離散 092
3.3.4 力學方程組求解 097
參考文獻 098
第 4 章 模擬程序簡介 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 112
4.1.6TOUGH - MP 112
4.1.7GeoT 114
4.1.8TOUGH2Biot 116
4.2其他多場耦合程序 117
4.2.1OpenGeoSys 117
4.2.2FEFLOW 119
4.2.3PHREEQC 120
4.2.4FLAC3D 120
4.2.5ABAQUS 122
4.2.6COMSOL Multiphysics 124
4.3高性能并行計算 125
4.3.1并行計算介紹 126
4.3.2并行研究現狀 127
4.3.3并行處理過程 128
4.4三維地質模型與可視化技術 129
4.4.1三角剖分 129
4.4.2三維地質建模 132
4.4.3可視化技術 134
參考文獻 137
第5章 地熱能開發傳熱-流動耦合模擬場地應用實例 141
5.1松遼盆地干熱巖地熱能優化開采數值模擬 143
5.1.1區域地質概況 143
5.1.2熱儲靶區選擇 146
5.1.3 EGS優化開采模型建立 146
5.1.4數值剖分 149
5.1.5模擬結果與分析 150
5.1.6模型不確定性分析 159
5.1.7結論 165
5.2青海共和盆地干熱巖地熱資源發電潛力評價 166
5.2.1區域地質概況 167
5.2.2干熱巖發電系統設計 168
5.2.3數值模型建立 170
5.2.4地熱開采性能評價準則 173
5.2.5模擬結果與分析 174
5.2.6模型不確定性分析 178
5.2.7結論 183
5.3青海貴德斷裂型地熱田優化開采數值模擬 184
5.3.1區域地質條件 185
5.3.2數值模型建立 188
5.3.3運行參數優化 191
5.3.4儲層條件對產能影響分析 200
5.3.5結論 203
5.4單井閉循環式地熱系統開采潛力數值模擬 204
5.4.1研究區概況 206
5.4.2數值模型建立 208
5.4.3模擬方案 211
5.4.4模擬結果與分析 212
5.4.5結論 215
5.5意大利Pisa盆地地熱開發數值模擬 216
5.5.1研究區概況 216
5.5.2數值模型建立 217
5.5.3模擬結果與分析 220
5.5.4地熱儲層非均質性影響分析 223
5.5.5結論 228
5.6超臨界地熱開采數值模擬 229
5.6.1研究背景 229
5.6.2超臨界地熱的模擬工具開發 231
5.6.3冰島1DDP-2超臨界地熱場地 234
5.6.4數值模型建立 238
5.6.5模擬結果與分析 240
5.6.6結論 244
參考文獻 245
第6章 地熱能開發傳熱-流動-化學耦合模擬場地應用實例 249
6.1青海貴德地熱田開發化學堵塞數值模擬 251
6.1.1扎倉地熱田場地概況 251
6.1.2數值模型建立 253
6.1.3參數設置 254
6.1.4模擬結果與分析 256
6.1.5結論 265
6 2常規化學剌激對EGS熱儲層改造作用數值模擬 265
6.2.1數值模型建立 266
6.2.2水文地質參數設置 267
6.2.3地球化學參數設置 268
6.2.4模擬結果與分析 270
6.2.5模型不確定性分析 274
6.2.6結論 280
6.3 CO2-常規酸雙相化學剌激工藝數值模擬 281
6.3.1CO2-常規酸雙相化學刺激工藝的提出 281
6.3.2數值模型建立 283
6.3.3模擬方案設計 284
6.3.4模擬結果與討論 284
6.3.5結論 289
參考文獻 289
第 7 章 地熱能開發傳熱 流動 力學耦合模擬場地應用實例 293
7.1 美國 Desert Peak 地熱田水力壓裂數值模擬 295
7.1.1 Desert Peak EGS 工程概況 295
7.1.2 水力壓裂模型 298
7.1.3 數值模型建立 305
7.1.4 模型校正 309
7.1.5 模擬結果與分析 315
7.1.6 討論 321
7.1.7 結論 323
7.2 美國 Raft River 地熱田水力壓裂數值模擬 323
7.2.1 Raft River EGS 示范工程概況 324
7.2.2 數值模型建立 326
7.2.3 模型校正 329
7.2.4 模擬結果與分析 330
7.2.5 結論 334
參考文獻 334
第 8 章 未來地熱能開發數值模擬技術展望 337
8.1 干熱巖儲層建造效果預測模擬技術 339
8.2 干熱巖裂隙網絡示蹤反演模擬技術 340
8.3 深度學習、機器學習與傳統模擬技術相結合 341
8.4 T-H-M-C 多場耦合作用模擬技術 342
參考文獻 343
索引 345
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