Ls Dyna經典案例之聚能射流3D模擬（dyna_focus）

擅長領域：dyna/abaqus/hypermesh

1. 引言

在油氣井完井工程中，高能炸 葯爆炸形成射流，射穿油氣井套管壁、水泥環及部分地層，從而形成油氣層和井筒之間油氣通道，這個過程稱為射孔。油氣井射孔質量的好壞對完井工程及石油開採具有重要意義，直接影響到日後油氣產量。在射孔技術方面深入研究射孔機理、提出提高射孔質量的解決方案，進而極高油氣開採效率具有必要重要的工程意義。

射孔qiang起爆時產生的巨大爆轟波向井筒內釋放，這部分爆轟波會推動管柱向上強烈衝擊振動。三聯作管柱連接了封隔器等井下工具，因此加劇了對射孔管柱的衝擊作用，特別是井底口袋短、大裝葯長射孔厚度、短射孔管柱等特殊條件同時具備的射孔施工井，這樣的井況條件下，射孔瞬間會在井筒內形成極強的綜合動態載荷，可能使射孔管柱出現整體屈曲狀態，甚至造成射孔管柱斷裂。因此射孔爆轟波作用下射孔管柱抗拉強度的分析評價極為重要。

射孔qiang原理圖如下圖所示：

2. 幾何模型建立

在proe中建立幾何模型，保存為sat格式導入到hypermesh中進行網格劃分。建立1/4模型，因為模型導入並不能直接映射網格劃分，因此對模型進行必要的切分，其中最難的部分屬於射孔彈模型的網格劃分。

之後採用solidmap命令對切分的模型進行網格劃分，劃分後的網格如下圖所示，外殼採用拉格朗日演算法，zhayao和葯罩採用ale演算法：

3. 模型關鍵字信息

其中zhayao，葯罩，液體採用ale演算法，殼體，射孔彈外殼採用lag演算法。各部件採用的材料模型及狀態方程如下表所示：

除此之外還用到一下關鍵字：

*KEYWORD

*CONTROL_TERMINATION

*CONTROL_TIMESTEP

*CONTROL_ENERGY

*CONTROL_ALE

*DATABASE_BINARY_D3PLOT

*DATABASE_EXTENT_BINARY

*DATABASE_FORMAT

*END

流固耦合的定義

*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID

*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP

起爆設置

*INITIAL_DETONATION完成zhayao起爆點和起爆時間的誰的那個

邊界條件：

*BOUNDARY_SPC_SET聯合*SET_NODE_LIST完成對稱邊界以及約束的設定

*BOUNDARY_NON_REFLECTING聯合*SET_SEGMENT完成無反射邊界設定.