В сборнике освещаются различные вопросы моделирования фильтрации и тепло-массопереноса: описаны методики математического моделирования сложных гидрогеологических объектов; приведены результаты численного моделирования фильтрации подземных вод переменной плотности в многопластовых системах и результаты моделирования процессов засоления; описаны особенности воспроизведения сезонных колебаний уровней подземных вод; сопоставлены пространственно-разномасштабные модели.
В материалах сборника содержится описание системы специального программного обеспечения моделей фильтрации и тепло-массопереноса (ССПО МОДЕЛЬ), приведены основные характеристики численных моделей; выполнены количественные сопоставления методов решения краевых задач массопереноса.
Сборник рассчитан на специалистов, занимающихся оценкой эксплуатационных запасов подземных вод, прогнозом изменения гидрогеологических и геоэкологических условий под влиянием техногенных факторов.
Изложены теоретические и методические основы численного моделирования геофильтрационных процессов. Рассмотрены основные направления использования численного моделирования в инженерной геологии. Освещены проблемы, связанные с созданием, анализом точности и апробацией на конкретных задачах эффективных методов численного моделирования. Проанализированы достоверность гидрогеологического опробования и прогноз работы инженерных сооружений в сложных гидрогеологических условиях с помощью разработанных методов и программ.
Для гидрогеологов, занимающихся моделированием гидрогеологических процессов.
Обобщен материал по применению моделирования в гидрогеологии. Впервые с. методологических позиций рассмотрена познавательная роль моделирования, сформулированы его задачи при составлении инженерных прогнозов, применении моделирования при региональных гидрогеологических исследованиях, определены перспективы развития моделирования в гидрогеологии: обобщены исследования по решению обратных задач разностными методами с применением АВМ и ЭВМ, предложен новый метод решения обратных задач как систем алгебраических уравнений. Рассматривается применение моделирования в региональной гидрогеологии. Излагаются теория обоснования и методика решения новой задачи о реконструкции моделированием палео-динамики водоносных комплексов артезианских бассейнов.
Для гидрогеологов, инженеров-геологов, нефтяников, мелиораторов, горных инженеров. Книга может быть полезна студентам старших курсов геологоразведочных институтов и университетов.
Претворение в жизнь плана создания грандиозных гидротехнических сооружений Сталинской эпохи вызвало подъем интереса к теории движения грунтовых вод среди научных и инженерных работников Советского Союза.
В основу настоящей книги положены лекции, которые были прочитаны мной несколько раз в Московском государственном университете имени М. В. Ломоносова для студентов-гидромехаников механико-математического факультета. Содержание лекций в книге значительно расширено. Первая часть книги посвящена установившимся движениям грунтовых вод, по которым имеются обширные и разнообразные математические исследования.
В работе рассмотрены движение подземных вод, формирование комплекса растворённых в них веществ и самих вод, влияние подземных вод на миграцию углеводородов, формирование и разрушение залежей нефти и газа. Упор сделан на строгое физическое и физико-химическое обоснование выводов и на количественные оценки масштабов процессов.
В I разделе освещены природа и особенности процессов массопереноса, проанализирована роль различных факторов, обусловливающих фильтрацию подземных вод. На этой основе теоретически получены основные закономерности динамики подземных вод в зависимости от строения и стадии развития региона. Большое внимание уделено вопросам методики, определению движения подземных вод по данным о пластовых давлениях и плотности воды и методам математического моделирования.
Во II разделе рассмотрены существующие точки зрения на формирование запасов, солевого и газового состава глубокозалегающих подземных вод. Дан критический анализ различных генетических схем и систематизированы доказательства наиболее обоснованной гипотезы седиментационного генезиса основной массы глубокозалегающих вод. Рассматриваются основные факторы и процессы постседиментационного преобразования солевого и газового состава подземных вод при литогенезе.
В III разделе анализируется роль подземных вод в миграции нефти и газа, формировании и разрушении их залежей на элизионных и инфильтрационных этапах развития бассейнов. Основное внимание уделено миграции газообразных углеводородов. Процессы миграции газа, формирования и разрушения их залежей рассматриваются на количественной основе с учётом геохимических условий (количество, состав и стадия метаморфизма рассеянного органического вещества) и фазовой насыщенности порового пространства газогенерирующих и коллекторских горизонтов.
В заключении намечены проблемы, требующие первоочередного изучения, и направления дальнейших исследований в рассмотренной области нефтяной геологии.
Книга рассчитана на геологов, гидрогеологов, геохимиков, нефтяников, преподавателей вузов и студентов.
Изложена методика расчетов влияния равнинных водохранилищ на режим и баланс подземных вод. Описаны основные положения аналитических методов и методов математического моделирования. Дано описание гидрогеологических условий левобережий Куйбышевского и Волгоградского водохранилищ и проведено сопоставление прогноза подпора подземных вод с фактическими данными. Рассчитаны запасы и ресурсы подземных вод и их изменения в результате проведения гидротехнических и мелиоративных мероприятий. Сделан прогноз уровня подземных вод на период дальнейшего существования водохранилищ. Моделирование проведено на аналого-цифровом вычислительном комплексе ”Сатурн-2”.
Для специалистов - гидрогеологов и инженеров-геологов.
В книге описан простейший комплекс методов, применяющихся при анализе и расчете на ЭЦВМ миграции влаги и условиях неполного насыщения грунтов водой. Рассматриваются простейшие математические модели процесса, упрощенная методика определения гидрофизических характеристик грунтов, алгоритмы, применяемые для вычислений на малых и средних ЭЦВМ. На конкретных примерах показаны возможности использования расчетов для усовершенствования методики наблюдений, изысканий, анализа и прикладных расчетов. Описаны способы сравнения расчетов на ЭЦВМ с наблюдениями и зависимость точности расчетов от качества исходных данных. Изложение этого материала ведется с минимальным использованием математического аппарата и терминологии.
Книга рассчитана на гидрогеологов, геофизиков и специалистов смежных профессий. Может быть также использована преподавателями и студентами.
Изложена гидродинамическая теория одно- и многофазной фильтрации жидкостей и газов в однородных и неоднородных пористых и трещиноватых средах. Рассмотрены задачи стационарной и нестационарной фильтрации и способы расчета интерференции скважин. Описаны гидродинамические методы повышения нефтегазоотдачи. неизотермическая фильтрация при тепловых методах воздействия на пласт и в естественных термобарических условиях.
Для студентов нефтяных вузов и факультетов, обучающихся по специальности «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений».
В монографии приведены результаты математического моделирования задачи по переоценке запасов подземных вод на территории инфильтрационного водозабора, расположенного на берегу Новосибирского водохранилища. Расчеты выполнены конечно-разностным методом с использованием двух моделей (гл. 7 и 8), основанных на уравнениях плановой фильтрации. Различие между ними состоит в том, что в первой на урезе водохранилища ставится граничное условие 3-го рода, а во второй модели взаимосвязь поверхностных и подземных вод учитывается введением функции источников в основное уравнение (инфильтрационная модель).
С привлечением исходных гидрогеологических данных (гл. 1-5) проведены расчеты по идентификации параметров моделей, в частности фильтрационного сопротивления в граничном условии на береговой линии и параметра, характеризующего фильтрационные свойства слабопроницаемого слоя под дном водоема.
С использованием рассчитанных значений указанных параметров определены допустимые суммарные водоотборы на действующем и проектируемом участках для различных уровней воды в водохранилище. Основное ограничение на дебиты скважин — значение напора на стенках скважины не должно опускаться ниже заданного критического уровня.
В монографии даны рекомендации по освоению месторождения и охране природной среды при эксплуатации водозабора.
Математическое моделирование современных электронно-лучевых технологических установок, предназначенных для прецизионной обработки различных материалов электронным пучком высокой энергии, предполагает “сквозной просчет” электронного пучка с учетом всех элементов колонны, включая термоэмиссионную электронную пушку, электромагнитную фокусирующую и отклоняющую системы. В данной статье представлен новый пакет прикладных программ “CHARGE” и обсуждаются некоторые численные результаты математического моделирования электронной оптики ЭЛТУ