裂隙岩石渗流与传热的多尺度模拟及其在地热发电中的应用

项目名称： 裂隙岩石渗流与传热的多尺度模拟及其在地热发电中的应用

项目编号： No.41374090

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 王世民

作者单位： 中国科学院大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 本项目采用多尺度数值模拟的方法系统深入地研究裂隙岩石渗流与传热的机理和特征，并联系地热发电的实际应用问题作重点研究。细观模拟用离散元方法模拟固体变形和微裂隙形成、扩展、连通、闭合的行为，用格子波尔兹曼方法模拟流体在固体孔隙和裂隙中的流动；两者结合能够实现对固体变形、流体流动以及热传导和对流的完全耦合模拟。通过分析、概括细观模拟结果，确定裂隙岩石渗透率、热弥散系数等参数随压力、偏应力、温度变化的定量关系，进而构建裂隙岩石渗流和传热的宏观本构关系，并以此为基础建立宏观模拟裂隙岩石渗流与传热过程的有限元模型。基于对实际地热电站注水井与采热井之间渗流与传热过程的多尺度数值模拟，本项目将重点研究注水压力、速度以及自然对流对地热田温度变化和地热电站使用寿命的影响，探索注水井与采热井的优化布局以及经济合理地开采深部地热能的技术方案。

中文关键词： 裂隙岩石；渗流；传热；地热发电；数值模拟

英文摘要： The mechanism and characteristics of porous flow and heat transfer in fractured rock are systematically and thoroughly investigated in this study by employing a multiscale numerical modeling approach, with a focus of the connection to the real world probl

英文关键词： Fractured Rock；Porous Flow；Heat Transfer；Geothermal Power Generation；Numerical Modeling