​​​Инженер-исследователь Международной научно-исследовательской лаборатории многомасштабного математического моделирования и компьютерных вычислений Северо-Восточного федерального университета Алексей Тырылгин реализует проект по разработке алгоритмов для решения задач пороупругости в неоднородных и трещиноватых средах. Исследование значимо в нефтяной инженерии, аграрной науке и биомедицине. 

Математическая модель должна учитывать весь комплекс сложных многомасштабных процессов задач течения жидкости и геомеханики, протекающих в трещиноватых и неоднородных средах, рассказывает Алексей Тырылгин. Течение в трещинах оказывает существенное влияние на процессы фильтрации и требует их тщательного рассмотрения, говорит он: 

«Для численного моделирования задач в трещиноватых и неоднородных пористых средах должны использовать достаточно мелкую сетку, которая разрешает все мелкомасштабные особенности на уровне построения сетки. Следовательно, дискретная постановка таких задач приводит к большой системе уравнений, которая является вычислительно затратной. Для уменьшения размера дискретной системы были разработаны различные многомасштабные методы, которые позволяют существенно понизить размерность задачи, посредством построения макромодели и расчета задачи на грубой сетке». 

Численное моделирование задач пороупругости является одним из инструментов, используемых для исследования процессов разработки месторождений нефти и газа, подчеркивает молодой ученый. Модель пороупругой среды (пороупругости) описывает фильтрацию флюида в порах совместно с полноценной механической моделью напряженно-деформированного состояния коллектора. Пористые материалы по определению представляют собой твердые материалы, содержащие большое количество соединенных между собой пор. Пористые материалы в первую очередь связаны с такими объектами, как горные породы и глины, но и биологические ткани, пеноматериалы и бумажные изделия также попадают в эту категорию, подчеркивает исследователь.

«Изучение пороупругости имеет большое значение в ряде различных инженерных дисциплин: нефтяная инженерия, аграрная наука и биомедицина. Неоднородные и трещиноватые микроструктуры ​​​​​​​и высокая контрастность физических свойств являются ключевыми характеристиками современных композитных и многофункциональных материалов», – комментирует Алексей Тырылгин. 

Проект «Разработка алгоритмов многомасштабного метода конечных элементов для решения задач пороупругости в неоднородных и трещиноватых средах» в прошлом году выиграл грант Российского фонда фундаментальных исследований. На трехлетнюю реализацию проекта выделен один миллион двести тысяч рублей. ​​​​ Написана научная статья на тему «Embedded fracture model in numerical simulation of the fluid flow and geo-mechanics using Generalized Multiscale Finite Element Method» (Встроенная модель трещины в численном моделировании потока жидкости и геомеханики с использованием обобщенного многомасштабного метода конечных элементов). В дальнейшем будет организована работа над решением метода Монте-Карло в Марковских цепях для задач пороупругости в неоднородной среде с использованием обобщенного многомасштабного метода конечных элементов (GMsFEM).

Автор: Кристина Степанова, пресс-служба Северо-Восточного федерального унивеситета.
 ​​
Фото: Нина Слепцова/ редакция корпоративных медиа СВФУ.

Источники

Наука молодых: в СВФУ разрабатывают алгоритмы решения задач пороупрогости
Северо-Восточный федеральный университет им. М.К.Аммосова (s-vfu.ru), 10/11/2020

Похожие новости

  • 29/12/2020

    Наталья Гусева: «2020 год потребовал самоотверженности и готовности к переменам»

    ​Директор Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Наталья Гусева поделилась результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказала о целях и задачах на будущий год.​   Уходящий год стал точкой отсчета новой реальности для всего мира, и, чтобы в нее «встроиться», нам пришлось многое пересмотреть и изменить в своей деятельности.
    259
  • 15/12/2020

    Международная команда физиков изучила радиационные свойства озона

    ​​Полученные результаты помогут осуществлять контроль качества озонового слоя, который участвует в формировании атмосферы и климата Земли, влияет на качество воздуха, охраняет планету от жесткого ультрафиолетового излучения.
    438
  • 19/11/2020

    Цитируемые ученые ТПУ: «умные» удобрения, ферритовая керамика и наносеребро

    ​Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за октябрь. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 57, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 7,246.
    755
  • 20/10/2020

    Книга Machine Learning for Energy Systems под редакцией сотрудника ИРНИТУ Дениса Сидорова выходит в MDPI

    ​​​В Швейцарском Многопрофильном цифровом издательском институте MDPI выходит книга Machine Learning for Energy Systems («Машинное обучение для энергетических систем») под редакцией сотрудника ИРНИТУ Дениса Сидорова.
    264
  • 19/10/2020

    Дипломами Общероссийского конкурса «Университетская книга-2020» отмечены издания СФУ и НГАСУ (Сибстрин)

    IX Общероссийский конкурс изданий «Университетская книга — 2020» посвящён двадцатилетнему юбилею проведения первого Общероссийского конкурса и приурочен к столетию Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.
    505
  • 27/10/2020

    Томские ученые нашли способ в 2,5 раза упрочнить сплавы, используемые для носовой части ледоколов

    ​​Сотрудники лаборатории высокопрочных кристаллов СФТИ Томского государственного университета нашли способ упрочнения многокомпонентных сплавов, которые выдерживают действие критически низких температур, близких к -200°С.
    290
  • 30/11/2020

    Ученые УрФУ воссоздали процесс образования вещества Челябинского метеорита

    ​​В Уральском федеральном университете (УрФУ, Екатеринбург) экспериментально смоделировали процесс образования брекчии в знаменитом Челябинском метеорите. Статья (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0032063319304866) об эксперименте и его результатах опубликована в журнале Planetary and Space Science.
    422
  • 04/08/2020

    Лето исследований. Сразу несколько экспедиций отправились в Арктику

    Совместный проект ЮНЕСКО и Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова — плавучий университет, научно-исследовательское судно «Академик Николай Страхов» вошло в акваторию Баренцева моря, где более 20 студентов из МГУ и других российских вузов при поддержке Министерства образования и науки России будут изучать перспективы нефтегазоносности этого района.
    974
  • 20/10/2020

    Более 15 млн участников: XV юбилейный Всероссийский фестиваль NAUKA 0+ завершился рекордами

    ​18 октября в Москве завершился столичный этап юбилейного Всероссийского фестиваля NAUKA 0+, который в этом году прошёл онлайн и за 5 дней собрал рекордное количество участников – более 15 млн пользователей со всего мира стали гостями крупнейшего научно-популярного события.
    372
  • 08/10/2020

    Учёные рассказали о «смертельной дымке» над лесами в Арктике

    Учёные СФУ реконструировали влияние на сибирские леса индустриальных выбросов на севере Сибири, значительная доля которых связана с деятельностью крупных промышленных объектов Евразии и Северной Америки, находящихся за тысячи километров.
    441