有限元方法入门

Question

立方块的碎裂岩石;问题是：

• 如何模拟从顶侧到下侧或左侧到右侧的流体流动？
• FEA（FEM，...）是唯一实用的解决方案吗？
• 如果上面的问题是最简单的条件，那么，流动只能通过裂缝发生;基质和液体之间没有相互作用;等等如何快速模拟FEA？
• 在FEA中具有专业性的人是否可以在几分钟内完成此操作？假设已经生成了合适的网格。
• 如果不您会建议什么才能迅速开始解决此类简单案例？
• 是否有人遇到类似问题（流程建模）;如果是这样你用了什么，你是如何完成这项工作的？

请注意，我们知道许多FEM软件包的可用性，例如FEniCS，OpenFoam，....

Answer 1

有许多数值技术可用于解决这个问题，有限元可能是最常见的。如果你已经有流体流域的网格（可能是岩石中的空隙/裂缝），那么使用几乎任何CFD包（基于或不基于有限元）和大多数人来设置和运行流模型将非常简单任何接触FEA的人都应该能够做到这一点。我假设您想要更详细地了解岩石内的流体流动，而不仅仅是评估岩石对某些较大流域中流动的影响。在后一种情况下，还有其他方法可能在计算上更有效。

Answer 2

你的问题是指模拟多孔介质中的流体，例如：摇滚。

我强烈建议使用LBM而不是基于FEM的方法。 LBM模拟了多孔介质中的流动性。 Phys Review E包含有关该方法的出版物。更有吸引力的是，LBM也可以在GPU上轻松并行化。