[发明专利]一种基于有限元-离散元CT重构煤体的渗流模拟方法

摘要

本发明公开了一种基于有限元‑离散元CT重构煤体的渗流模拟方法，通过工业CT扫描得到煤体的三维数据体，而后进行三维重构并去除“孤岛块体”，以得到可被仿真软件所调用的通用三维几何模型。通过采用离散元仿真方法，编写煤体断裂判别算法，确定煤体是否在水压应力作用下发生变形甚至断裂，同时基于有限元模拟方法，运用移动网格方法，实现断裂后的煤体碎块在煤体内随水分流动而运移，同时进行水分渗流压力场、渗流速度场及煤体水分增量的数值模拟，最大程度的展现多孔介质煤层在注水过程中煤体的变形与断裂现象及水分的运移规律。

主权项

一种基于有限元‑离散元CT重构煤体的渗流模拟方法，其包括以下步骤：A、通过CT技术扫描用于试验的煤体参数，重构具有真实岩心孔隙空间拓扑结构及几何特征的三维模型，并去除其中的孤岛块体，导出STL格式的通用三维几何模型；B、采用有限元仿真软件耦合定义相关参数进行渗流模拟并计算煤体应力分布；C、采用离散元仿真软件进行渗流模拟的过程中，依据耦合渗流压力后的煤体应力分布来判断煤体是否发生断裂损伤，若为是，则对其采用移动网格法进行重新剖分后转步骤D；若为否，则直接转步骤D；D、继续进行渗流速度场与渗流压力场的模拟，并依据新的水分渗流状态重新计算应力分布，存储该时间节点的模拟结果；而后再次进行是否存在断裂的判断，若有断裂则转步骤C，直至不再有新的断裂生成；E、将步骤D中的结果存储，每存储一次当前时间节点的模拟结果，需比较累计存储时间是否达到预设模拟时间，若未达到预设模拟时间则返回判断是否存在断裂；若达到预设模拟时间，则整合所有时间节点的模拟结果并输出得到独立文件。