Большая техническая энциклопедия
2 7
A V W
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ФА ФЕ ФИ ФЛ ФО ФР ФТ ФУ

Физическое математическое моделирование

 
Физическое и математическое моделирование производятся в соответствии с теорией подобия, определяющей возможность правильной постановки ч обработки данных эксперимента.
Физическое и математическое моделирование, а также промысловые испытания свидетельствуют, что в результате воздействия на частично истощенный газоконденсатный пласт можно извлечь не менее 10 - 15 % ретроградной жидкой фазы из межскважинной зоны пласта и на 10 - 20 % повысить продуктивность добывающих скважин.
Физическое и математическое моделирование, являясь по существу разными сторонами одного метода, дополняют друг друга. При исследованиях должны достаточно полно использоваться наиболее сильные стороны обоих способов. При этом, по-видимому, математическое моделирование должно предшествовать физическому; последнее служит для проверки, дополнения и конкретизации результатов.
Физическое и математическое моделирование не может в полной мере отражать всех аспектов поведения столь сложного объекта, как газоконден-сатная пластовая система. Необходим периодический анализ и корректировка применяемых методов и их результатов с учетом данных разработки и результатов промысловых исследований. В связи с этим необходимо отметить, что к настоящему времени практически отсутствуют базирующиеся на опыте разработки конкретных месторождений данные о вкладе процесса прямого испарения в конденсатоотдачу пласта. Прямого подтверждения данных физического и математического моделирования в условиях промысла к настоящему времени не получено.
Физическое и математическое моделирование физико-химических процессов нельзя осуществить независимо друг от друга. Математическая модель появляется в результате физического исследования процессов. Исследования на материальной модели ( новоефизическое моделирование) позволяют проверить результаты математического моделирования и улучшить математическую модель.
Физическое и математическое моделирование разработки нефтегазоконденсатных залежей / М.Т. Абасов, Г.Р. Гуревич, Ю.П. Коротаев и др. / / Докл.
Физическое и математическое моделирование разработки нефтегазоконденсат-ных залежей / М.Т.Абасов, Г.Р.Гуревич, Ю.П.Коротаев и др. / / Докл.
Различают физическое и математическое моделирование.
Но физическое и математическое моделирование физико-химических процессов нельзя осуществить независимо друг от друга. Математическое описание и математическая модель появляются в результате физического моделирования процессов. Поскольку математическое моделирование не является самоцелью, а служит средством для оптимального проведения процесса, результаты его используются для создания оптимального физического объекта. Исследования на этом объекте ( новое физическое моделирование) позволяют проверить результаты математического моделирования и улучшить математическую модель для решения новых задач. Ясно, что как математическое, так и физическое моделирование есть только этапы единого процесса - моделирования, цель которого - решение технических задач.
Вопросам физического и математического моделирования воспламенения при течениях реагирующих газовзвесей посвящено большое число исследований, проведенных как в стационарных, так и в динамических условиях.
Результаты физического и математического моделирования процесса воздействия на истощенный газоконденсатный пласт неравновесным сухим газом, изложенные в предыдущих главах, свидетельствуют о том, что нагнетание сухого газа в натурный пласт позволит существенно повысить эффективность доразработки остаточных запасов Вуктыльского месторождения. Однако на стадии проектирования невозможно учесть все особенности процесса в условиях натурного пласта, характеризующегося большими эффективными толщинами, сильной неоднородностью и трещи-новатостью пород-коллекторов.
Результаты физического и математического моделирования процесса воздействия на истощенный газоконденсатный пласт неравновесным сухим газом, изложенные в предыдущих главах, свидетельствуют о том, что нагнетание сухого газа в натурный пласт позволит существенно повысить эффективность доразработки остаточных запасов Вуктыльского месторождения. Однако на стадии проектирования невозможно учесть все особенности процесса в условиях натурного пласта, характеризующегося большими эффективными толщинами, сильной неоднородностью и трещиноватостью пород-коллекторов. Поэтому целесообразно провести опытно-промышленные испытания предлагаемых методов повышения извлечения выпавшего в пласте конденсата на ограниченном объекте в пределах рассмотренного участка.
Различают физическое и математическое моделирования. При физическом моделировании на модели, представляющей по существу натурный или масштабно уменьшенный образец оригинала ( лабораторную, пилотную установки), воспроизводят и исследуют процессы, качественно одинаковые с процессами, протекающими в реальном объекте.
Чем различаются физическое и математическое моделирование.

Рассматриваются вопросы физического и математического моделирования структуры порового пространства горных пород. Приведена классификация структурных моделей, на основе которых устанавливаются аналитические связи между различными свойствами пород-коллекторов нефти и газа. Особое внимание уделено фильтрационным, емкостным, электрическим и деформационным характеристикам горных пород. Приводятся некоторые новые результаты теоретических и экспериментальных исследований механизмов фильтрации на гранулярных, капиллярных, трещинно-капнллярных и биокомпонептных моделях структуры порового пространства. С помощью новой нелинейно-упругой модели установлены связи между пористостью, сжимаемостью и тензорам проницаемости и удельного электрического сопротивления пород коллекторов нефти и газа в условиях сложнонапряженного состояния. На основе рассмотренных структурных моделей предлагаются новые методы изучения физических свойств нефтяных и газовых коллекторов.
Наряду с физическим и математическим моделированием широко применяется смешанное моделирование, позволяющее совместить преимущества обоих методов. Колебательный контур ния получаются при сочетании реального автоматического регулятора скорости и моделирующей машины, воспроизводящей свойства регулируемого объекта.
Говоря о месте физического и математического моделирования, необходимо подчеркнуть, что физическое моделирование рассматривается как основа для проведения эксперимента и обработки экспериментальных данных, как метод распространения данных эксперимента, проведенного на одном объекте, на другие объекты. Таким образом, методы подобия важны как при моделировании, так и при обработке опытов в натуре.
Основные типы систем диагностирования. При этом методами физического и математического моделирования изучаются термодинамические процессы, физика термоядерного горения, методами технической диагностики обеспечиваются условия техники безопасности. На это отводится несколько десятков лет. Только в начале будущего тысячелетия планируется создание опытно-промышленных реакторов, обладающих достаточной надежностью. Однако работы над повышением надежности и безопасности планируется продолжить и в дальнейшем - при создании промышленных реакторов. Этот пример показывает, как вопросы надежности и диагностики энергетической установки решаются совместно по одной программе, начиная с изучения физики происходящих термоядерных процессов, и какие средства приходится вкладывать в создание принципиально новых машин, обеспечивая их надежную и безопасную работу.
Книга посвящена вопросам физического и математического моделирования процессов дистилляции аммиачно-содового и смежных производств.
Основой анализа риска являются физическое и математическое моделирование самой технической системы и ее рабочих процессов, включающее сложные взаимодействия основных компонентов системы, операторов, персонала с окружающей природной средой в штатных и нештатных ситуациях. При анализе рисков формируются и описываются сценарии возникновения и развития технических аварий и катастроф с применением основных определяющих уравнений и критериев физики, химии, механики, экономики, биологии и экологии катастроф.
При исследованиях фильтрации применяется физическое и математическое моделирование. Физическое моделирование осуществляется на фильтрационном ( грунтовом) лотке, где создается фильтрационный поток подобный натурному, но в уменьшенном масштабе. Значительно большее практическое применение имеют методы математического моделирования, в которых используются различные физические аналогии, позволяющие вместо процесса фильтрации рассматривать какой-либо аналогичный физический процесс, описываемый теми же дифференциальными уравнениями, что и процесс фильтрации.
Последние годы - методов физического и математического моделирования, а также численных методов, возможности которых неизмеримо возросли с развитием электронной вычислительной техники. Эти методы позволяют исследовать в электрической машине поля как в целом, к тому же без обычных допущений аналитической теории, так и в локальных областях при упомянутых допущениях. Во многих случаях они оказываются более эффективными и дают возможность получить решение задачи с меньшей затратой средств и времени, чем аналитические методы.
Исследование электрических машин методами физического и математического моделирования - наряду с использованием численных методов решения уравнений, базирующихся на применении вычислительных машин, открывает возможность уточнения математического описания электромагнитных явлений в электрических машинах путем отказа от ряда допущений, принятых с целью облегчения аналитического исследования. Чтобы учесть эти факторы при исследовании методами моделирования или численными методами, необходимо дать более полное математическое описание электромагнитных явлений в электрических машинах с учетом нелинейных и гистерезисных свойств ферромагнитных сред, взаимного влияния полей рассеяния и взаимоиндукции и других обычно не учитываемых факторов.
Ниже пути применения методов физического и математического моделирования и вопросы применения машин дискретного счета будут рассмотрены подробнее.
Соответственно этому различают методы физического и математического моделирования.
В книге рассмотрены методы физического и математического моделирования процессов нефтепереработки и нефтехимии, приведен анализ данных, характеризующих свойства нефтепродуктов; изложено решение конкретных задач оптимального компаундирования нефтепродуктов, исследования и оптимизации ряда процессов производства топлив, масел и нефтехимических продуктов.
Используя результаты выполненных методами физического и математического моделирования фундаментальных исследований пластовых процессов, авторы рассматривают научные основы повышения эффективности разработки запасов газообразных и жидких углеводородов, в том числе трудноизвлекаемых.
Впервые приводится материал по физическому и математическому моделированию процессов в высокотемпературных реакторах теплотехнологиче-ских установок, в том числе по физическому моделированию на аффинных моделях.

Из сказанного ясно, что физическое и математическое моделирование ( или, что то же самое, физическое и математическое исследование) физико-химических процессов нельзя осуществить независимо друг от друга. Математическое описание и математическая модель появляются в результате физического исследования ( моделирования) процессов. Поскольку математическое моделирование не является самоцелью, а служит средством для оптимального осуществления процесса, то результаты его используются для создания оптимального физического объекта. Исследования на этом объекте ( новое физическое моделирование) позволяют проверить результаты математического моделирования и улучшить математическую модель для решения новых задач.
В книге рассмотрено применение методов физического и математического моделирования для решения ряда технических проблем, возникающих в инженерной практике при разработке, масштабировании и управлении химическими процессами нефтепереработки.
Относительная роль и взаимосвязь методов физического и математического моделирования при исследованиях - в определенной мере вопрос конъюнктурный, зависящий от уровня развития вычислительной техники, прикладной математики и техники экспериментальных исследований. Еще сравнительно недавно ( до появления и внедрения в практику ЭВМ) физическое моделирование было основным методом перехода от пробирки к заводу.
Следует остановиться и на трудностях физического и математического моделирования колонных аппаратов, так как в данном елучае имеется двухфазная система с тяжеломоделируемыми и рассчитываемыми моментами межфазных переходов. Струйное впрыскивание и барботаж газа создают сложную гидродинамическую картину в колонных аппаратах. Даже самая упрощенная ( квазигомогенная) модель колонных аппаратов приводит к нелинейным системам уравнений в частных производных, анализ которых в настоящее время даже с использованием средств электронно-вычислительной техники представляет определенные трудности.
Приводится краткий обнор работ по физическому и математическому моделированию процессов филътрагдаи в газовых и газо-конденсатках месторождению. Определяются основные направления предстоящих исследований по каждому из видев моделирования.
Из существующих методов наиболее широко применяется физическое и математическое моделирование. Это деление является условным, так как оба метода моделируют физические величины посредством самих физических величин. Различие заключается в том, что в первом случае моделирование осуществляется с помощью физических величин той же природы, во втором - физический процесс одной природы заменяется физическим процессом другой природы, но так, что оба физические явления подчиняются одинаковым законам. Они признаются аналогичными и математически описываются уравнениями одинаковой структуры. Так, электрическая система с индуктивностью, емкостью и сопротивлением может быть математической моделью колеблющегося на пружине груза. Здесь зарядка конденсатора, а затем его разрядка вследствие замыкания через сопротивление и емкость аналогичны отклонению груза от положения равновесия и последующего затухающего колебания.
В современной экспериментальной практике широко применяют физическое и математическое моделирование, которое незаменимо в тех случаях, когда нельзя определить параметры машин расчетными методами, а построение их опытных образцов для экспериментального исследования требует больших материальных затрат и времени.
При проектировании разработки газоконденсатных месторождений проводят комплексное физическое и математическое моделирование процесса дифференциальной конденсации пластовых смесей. В результате этих исследований получают величину давления начала конденсации, прогнозные данные о динамике выпадения и последующего испарения жидкой фазы при уменьшении давления, составе и свойствах добываемой смеси, коэффициентах конденсато - и компонентоотдачи.
Во многих случаях целесообразно комбинировать установки физического и математического моделирования в единую систему, позволяющую совместить преимущества обоих методов.
Эта теория, основанная на сочетании физического и математического моделирования, исходит из того, что указанный выше масштабный эффект обусловлен преимущественно ухудшением структуры потоков с увеличением размеров аппарата, и прежде всего - возрастанием неравномерности распределения скоростей по поперечному сечению аппарата.
Формирование физико-геологической модели базируется на результатах физического и математического моделирования. Так, при физическом моделировании создаются искусственные модели с близкими к горным породам физическими свойствами и с соблюдением условий подобия, при математическом моделировании рассчитываются физические поля для заданных физических свойств с использованием соответствующих уравнений теории потенциальных полей или дифференциальных волновых уравнений.
В чем состоит принципиальное различие между физическим и математическим моделированием.
Этот вывод подтверждается многочисленными опытами, физическим и математическим моделированием контура.
При разработке новых процессов и аппаратов применяют физическое и математическое моделирование.
Необходимо иметь в виду, что нельзя противопоставлять физическое и математическое моделирование.

Большие возможности моделирования сложных динамических систем дает сочетание физического и математического моделирования, получившее название полунатурное моделирование. Оно применяется как на этапе их проектирования, так и на этапе проверки их работоспособности. Так, например, при решении вопроса о соответствии требуемым данным изготовленного автопилота естественно было бы установить его на борт летательного аппарата, для которого он проектируется, и проверить работу в реальных условиях. Однако подобные натурные испытания требуют больших материальных затрат и часто сопряжены с опасностью для жизни человека. Поэтому вначале прибегают к полунатурному моделированию ( рис. 9), где на вычислительной машине воспроизводят движение латательного аппарата вокруг центра масс. Ее сигналы, соответствующие параметрам движения ( углы, угловые ускорения), через преобразователи поступают на следящие системы стенда, имитирующие изменения параметров полета.
В научных и инженерных исследованиях принято различать методы физического и математического моделирования, которые основаны на принципах соответственно физического или математического подобия. Все процессы, протекающие в физически подобных объектах, характеризуются одинаковой физической природой. Математически подобные объекты имеют различную физическую природу, но описываются уравнениями одинакового вида.
В настоящее время выделяют [7; 18; 21; 23] две основные группы моделирования: физическое и математическое моделирование.
Исследование таких объектов может быть проведено экспериментальными методами, методами физического и математического моделирования. Экспериментальные способы исследования имеют первостепенное значение в качестве основы для построения теории процесса и являются критерием для оценки точности знаний об объекте. Однако эти способы не всегда могут служить эффективным рабочим методом получения информации о свойствах теплоэнергетических установок. Постановка эксперимента и обработка экспериментальных данных становятся все более сложными и дорогостоящими. Экспериментальные данные не могут использоваться для оценки свойств проектируемого оборудования, особенно новых типов, поскольку в этом случае требуются значительное обобщение и экстраполяция результатов, носящих конкретный характер. Метод физического ( натурного) моделирования сохраняет особенности проведения эксперимента на реальном объекте, но в принципе требует предварительного математического исследования для определения условий и соотношения подобия.
Полимеры акриламида для вязкоупругих составов. Составы вязкоупругих композиций подбирают на основании комплекса физико-химических исследований, физического и математического моделирования с учетом геолого-физических условий пласта. В табл. 2 приведены рекомендуемые диапазоны концентраций полимера и сшивателя в составе вязкоупругих композиций.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11