Subsurface Flow Module

Zur Analyse von Untergrundströmung

Subsurface Flow Module

Derzeit werden Endlagerstätten für atomaren Abfall gebaut, in denen verbrauchte Brennstäbe für die nächsten Jahrtausende gelagert werden sollen. Dieses Modell zeigt einen hypothetischen Fall, in dem durch einen Riss, in einem mit Brennstäben gefüllten Kanister, radioaktive Substanzen durch einen Spalt in das umgebende Gestein austreten. Dies führt wiederum zu einer Verfüllung des darüber liegenden Tunnels.

Untergrundströmung in gesättigten und teilgesättigten Medien

Das Subsurface Flow Module ist für Ingenieure und Wissenschaftler geeignet, welche Untergrundströmungen oder Strömungen in anderen porösen Medien simulieren und diese außerdem mit anderen Phänomenen (wie z. B. Poroelastizität, Wärmetransport, chemischen Prozessen und elektromagnetischen Feldern) koppeln möchten. Mithilfe dieses Moduls können Grundwasserströmungen, Ausbreitung von Abfallstoffen und dadurch verursachte Erdreichverschmutzung, Gas- und Erdölströmungen in Richtung der Gas- bzw. Erdölquellen sowie Bodensenkungen durch Grundwasserentnahme modelliert werden. Das Subsurface Flow Module ermöglicht es Modelle von unterirdischen Strömungen durch Kanäle sowie durch gesättigte und teilgesättigte poröse Medien bzw. Felsspalten zu erstellen. Außerdem können diese einfach mit Simulationen von Wärmetransport und Stofftransport sowie von geochemischen Reaktionen und Poroelastizität gekoppelt werden. Viele unterschiedliche Branchen und Industriezweige sehen sich durch komplexe Aufgaben im Bereich der Geophysik und Hydrologie konfrontiert. Ingenieure diverser Sparten (z. B. Hoch- und Tiefbau, Bergbau, Ölindustrie, Agrartechnik, chemischer Industrie, Nukleartechnik und Umwelttechnik) müssen häufig derartige Phänomene in ihre Überlegungen mit einbeziehen. Denn die Industriezweige, in denen sie tätig sind, nehmen unter Umweltgesichtspunkten direkten oder indirekten Einfluss auf unsere Erde.

Untergrundströmungen beeinflussen viele verschiedene geophysikalische Größen

Das Subsurface Flow Module enthält eine Reihe von maßgeschneiderten Interfaces, die sogenannten Physikinterfaces, die bestimmte physikalische Phänomene beschreiben. Mithilfe dieser Interfaces können Sie Strömungen aber auch andere Phänomene im Untergrund modellieren. Diese Interfaces können mit anderen Physikinterfaces des Subsurface Flow Module oder mit einem der anderen Module der COMSOL-Produktpalette kombiniert und direkt gekoppelt werden. Auf diese Weise können Sie zum Beispiel das im Subsurface Flow Module beschriebene poroelastische Verhalten mit nichtlinearen Anwendungen der Festkörpermechanik für Böden und Gestein mit dem Geomechanics Module koppeln.

Berücksichtigung geochemischer und kinetischer Reaktionsraten

COMSOL gibt Ihnen absolute Flexibilität, denn Sie können in die Bearbeitungsfelder der Physikinterfaces des Subsurface Flow Module jede beliebige Gleichung eingeben. Das kann z. B. bei der Definition geochemischer und kinetischer Reaktionsraten in den Interfaces für den Materialtransport sehr praktisch sein. Wenn Sie diese Physikinterfaces zusätzlich noch mit dem Chemical Reaction Engineering Module verbinden, können Sie auch Multi-Spezies-Reaktionen mit Hilfe der benutzerfreundlichen Physikinterfaces zur Definition von chemischen Reaktionen modellieren. Eine Integration und Kombination dieser beiden Modulprodukte kann sehr nützlich sein, z. B. bei Modellierung der vielen Reaktionen, die sich bei der Ausbreitung von radioaktiven Abfall über Tausende von Jahren hinweg ergeben.

Pumping and Injecting from a Single Borehole

Multiphysics Simulations Help Track Underground Fluid Movements

Pore-Scale Flow

Phase Change

Pesticide Transport and Reaction in Soil

Free Convection in Porous Medium

Sorbing Solute

Forchheimer Flow

Buoyancy Flow with Darcy's Law: The Elder Problem

Open-Hole Multilateral Well

Biot Poroelasticity