地热能开采过程多场耦合数值模拟与分析的开题报告.docx

地热能开采过程多场耦合数值模拟与分析的开题报告
一、选题背景及意义
地热能是一种绿色、可再生的能源，其开发利用对于推动我国能源的可持续发展，改善能源结构，保障国家能源安全具有十分重要的意义。然而，地热能的开采过程中，需要进行多场耦合数值模拟与分析，才能有效地评估地热资源量、地热井的采热效率以及地热环境对周边的影响等。因此，该选题具有十分重要的现实意义和理论研究意义。
二、研究内容和方法
1.研究内容
本文研究的内容主要包括地热能开采过程中多场耦合数值模拟的主要问题及其解决方法。其中，多场耦合数值模拟主要涉及多物理场的相互影响，如流体流动、热传输和地应力场等。具体内容包括：
（1）地热井的建模和数值模拟，包括地下水流动、热传输以及地应力场的模拟和分析等，从而确定地热井的采热效率。
（2）地热环境对于周边的影响，包括地热水的运移路线和覆盖范围等，分析地热能开采所可能产生的负面影响，从而为各项管理和决策提供依据。
（3）多场耦合数值模拟的数值计算方法和建模技术，包括有限元方法、有限体积法等常用数值计算方法及二维和三维数值模拟建模等。
2.研究方法
本文采用文献综述和数值模拟分析相结合的方法进行研究。具体内容包括：
（1）对国内外相关研究文献进行综述和分析，从而深入了解地热能开采过程中涉及的多场耦合数值模拟的主要问题和解决方法，以及其在实际应用中存在的问题和不足之处。
（2）采用有限元方法或有限体积法建立数学模型，分析地下水流动、热传输和地应力场等多物理场的耦合作用，从而模拟和分析地热井的采热效率，及地热环境对周边的影响。
（3）基于已有的实测数据和理论研究成果，对模拟结果进行评估和验证，以验证该方法的正确性和适用性，并对地热能开采过程中的相关问题提出建议和改进建议。
三、成果预期
本文旨在深入研究地热能开采过程中的多场耦合数值模拟问题，探讨目前存在的问题和优化解决方案，从而提高我国地热能开采利用的效率和可持续性。预期成果如下：
（1）对多场耦合数值模拟进行深入剖析，分析其存在的问题和解决途径；
（2）建立数学模型，模拟地下水流动、热传输和地应力场等多物理场的耦合作用，分析地热井的采热效率，及地热环境对周边的影响；
（3）对开展实际地热开采工作有重要意义的理论和应用价值。
四、进度安排
本文拟于2019年11月完成全部研究内容，并在2019年12月完成论文的撰写和修改，力争在2020年初完成论文的投稿和答辩等相关事宜。具体进度安排如下：
（1）2019年9月：完成选题、资料查找、下载相关文献；
（2）2019年10月：完成文献综述和理论分析，并开始建模计算；
（3）2019年11月：完成建模计算，并对模拟结果进行评估和验证；
（4）2019年12月：完成论文撰写和修改，并进行最终交稿；
（5）2020年1月：答辩及论文复审等相关事宜。