Selection of finite-element mesh parameters in modeling the growth of hydraulic fracturing cracks


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The effect of the mesh geometry on the accuracy of solutions obtained by the finite-element method for problems of linear fracture mechanics is investigated. The guidelines have been formulated for constructing an optimum mesh for several routine problems involving elements with linear and quadratic approximation of displacements. The accuracy of finite-element solutions is estimated based on the degree of the difference between the calculated stress-intensity factor (SIF) and its value obtained analytically. In problems of hydrofracturing of oil-bearing formation, the pump-in pressure of injected water produces a distributed load on crack flanks as opposed to standard fracture mechanics problems that have analytical solutions, where a load is applied to the external boundaries of the computational region and the cracks themselves are kept free from stresses. Some model pressure profiles, as well as pressure profiles taken from real hydrodynamic computations, have been considered. Computer models of cracks with allowance for the pre-stressed state, fracture toughness, and elastic properties of materials are developed in the MSC.Marc 2012 finite-element analysis software. The Irwin force criterion is used as a criterion of brittle fracture and the SIFs are computed using the Cherepanov–Rice invariant J-integral. The process of crack propagation in a linearly elastic isotropic body is described in terms of the elastic energy release rate G and modeled using the VCCT (Virtual Crack Closure Technique) approach. It has been found that the solution accuracy is sensitive to the mesh configuration. Several parameters that are decisive in constructing effective finite-element meshes, namely, the minimum element size, the distance between mesh nodes in the vicinity of a crack tip, and the ratio of the height of an element to its length, have been established. It has been shown that a mesh that consists of only small elements does not improve the accuracy of the solution.

Об авторах

V. Kurguzov

Lavrent’ev Institute of Hydrodynamics, Siberian Branch

Автор, ответственный за переписку.
Email: kurguzov@hydro.nsc.ru
Россия, Novosibirsk, 630090

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2016

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».