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PetraSim 2016——TOUGH2模拟程序家族的图形化界面
PetraSim是用于TOUGH2模拟程序家族的图形化界面。TOUGH2及其衍生程序由Lawrence Berkeley National Laboratory研发,因其在孔隙和裂隙介质中多相流和热运移的强大模拟能力而被认可,包括挥发性有机化合物的多组分混合物(TMVOC)模块。TOUGH2已被用于包括环境修复和Yucca山地下水流在内的多相、多组分问题。
功能特征
完全交互式的模型生成和结果展示
3D模型控制和视觉反馈
利用直观对话框定义参数
集成化网格生成
集成化网格和单元格编辑
自动生成模型的输入文件
集成化3D等值面,矢量和等值线绘制
集成化时间记录图和数据对比

新的操作界面
CSV结果数据输出,除了原有的标准模拟结果输出,Tough2和TouhgReact模拟器现在都可以输出CSV文档。ToughReact可以在3D可视结果中使用矢量数据展示。在3D可视结果中,可以以任意两点为终点创建线性图,用来将此两点之间的结果可视化。在3D可视结果中,可以自选灰度模型。

支持以下模块
Tough2
用于孔隙/裂隙介质中多相流体和热运移数值模拟的程序。属于MULKOM代码家族。由劳伦斯国家实验室开发,应用于地热存储工程,核废料处理,包气带水文学,地质和二氧化碳储存(碳封存)的应用研究。

Tough2-MP
Tough2代码的大规模并行(MP)版本,用于在一维、二维和三维孔隙/裂隙介质中,多组分和多相水流等温和非等温流动的并行模拟计算。近几年,在大型或高端非线性问题应用的计算需求逐渐增加,例如放射性废物处理,二氧化碳地质封存,环境评估和修复,水库工程以及地下水水文等领域。发展并行模拟计算有效的改善了Tough2家族代码的计算能力。并行模拟器的目的尤其是对日益复杂的模型,起到对计算时间数量及的改善。

EWASG
包含在TOUGH2/T2VOC模型中;由于多相混合物热力学和溶质运移特性不同影响油藏条件和性能,EWASG模型为TOUGH2中的储油数值模拟处理而研发,从而处理水、氯化钠和微溶于水的不可压缩气体的混合水流。

T2VOC
Tough2中用于水、气和挥发性有机化合物的模块;用于模拟各种裂隙介质的非水相污染液体迁移、土壤气相萃取、非饱和带中的化学气体蒸发和扩散、原位空气曝气、污染地下水抽取等进程。
TMVOC
用于多样孔隙介质中三相水流、土壤气体和挥发性有机化合物多组分混合物的数值模拟;
作为Tough2的延伸,可解决饱和/非饱和区域中涉及到碳氢燃料或有机溶剂泄漏的污染问题;可在“自然”状态下模拟污染物运移,也可模拟在土壤气相萃取、地下水抽取等环境下的污染物状态。

TETRAD
一项储油数值模拟器,可在以下四个模式中操作:黑油、多组分、热或地热,这些模式可与双重孔隙相结合;可定义井、网格细化、以及灵活的边界情况。

TOUGHREACT
孔隙裂隙介质中多相流体非等温流化学反应的数值模拟程序;矿物集合体与液体之间的反应能在局部平衡或动力速率下发生;矿物集合体与液体之间的反应能在局部平衡或动力速率下发生。

TOUGHFx/HYDRATE
对于适用达西定律的任意大小的(从实验室到水库)复杂地质介质中的典型CH4-氢氧化物沉积物(即永久冻结带和深海沉积物),TOUGH-Fx/HYDRATE通过求解质量和热量平衡藕合方程,能够模拟其中的非等温气体释放,相特性、液体和热量流动。 
PetraSim
Solve challenging subsurface flow problems with PetraSim
PetraSim is the graphical interface for the TOUGH2 family of simulators. Developed at Lawrence Berkeley National Laboratory, TOUGH2 and its derivatives are recognized for their powerful simulation capabilities for fluid flow and heat transfer in porous and fractured media.
The TOUGH2 codes have been applied to problems ranging from Yucca mountain groundwater flow to multi-component environmental remediation. PetraSim makes the power of TOUGH2 accessible to modelers through an interactive 3D environment that includes mesh generation, parameter definition, and display of results. PetraSim significantly lowers the barriers to TOUGH2 use by freeing the analyst to focus on the model, while automatically handling the complex details of TOUGH2 input and output files. PetraSim includes TOUGH2, T2VOC, TMVOC, and TOUGHREACT executables.

PetraSim Features - a TOUGH2 interface, and much more!
Complete interactive model creation and results display
3D model manipulation and visual feedback
Organization of input in dialogs that help the user find the desired controls
Integrated grid generation, including use of the "Meshmaker" function for normal and Rz grids
Integrated grid and cell editing, including the ability to add extra "non-grid" cells for use in boundary conditions
Automatic generation of the simulator input file
Integrated 3D iso-surface and contour plots
Integrated time history plots and data comparison
TOUGH2 version supports EOS1, EOS2, EOS3, EOS5, EOS7, EOS7R, EOS9, EWASG, ECO2, T2VOC, and TMVOC
TOUGHREACT version supports EOS1, EOS2, EOS3, EOS9 and ECO2
TOUGH-Fx version supports HYDRATE module
Integrated code executables for all supported versions
Faster simulations with optimized TOUGH2 and T2VOC executables

Models Supported by PetraSim
PetraSim supports the following models:

TOUGH2 is a general-purpose numerical simulation program for multi-phase fluid and heat flow in porous and fractured media. It belongs to the MULKOM family of codes, developed in the Earth Sciences Division of Lawrence Berkeley National Laboratory for applications in geothermal reservoir engineering, nuclear waste disposal, and unsaturated zone hydrology.

EWASG (included in the TOUGH2/T2VOC module) has been developed within the frame of a collaboration among Aquater SpA, an engineering services company of the Eni Group (now incorporated into Saipem SpA), the International Institute for Geothermal Research (IIRG) (now incorporated into the Institute of Geosciences and Earth Resources (IGG) of the National Research Council of Italy (CNR)) and the Earth Sciences Division (ESD) of Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL). Geothermal fluids usually consist of complex mixtures of water, salts and gases. As the thermodynamic and transport properties of such mixtures affect reservoir conditions and performance, the EWASG (Equation-of-state for WAter, Salt and Gas) module has been developed for the TOUGH2 multipurpose numerical reservoir simulator to handle three-component fluid mixtures of water, sodium chloride and a slightly soluble non-condensible gas (NCG).

T2VOC is a TOUGH2 module for 3-phase flow of water, air, and a volatile organic compound (VOC). T2VOC was designed to simulate processes such as the migration of hazardous non-aqueous phase liquids (NAPLs) in variably saturated media, forced vacuum extraction of organic chemical vapors from the unsaturated zone (soil vapor extraction), evaporation and diffusion of chemical vapors in the unsaturated zone, air injection into the saturated zone for removal of volatile organics (air sparging), direct pumping of contaminated water and free product, and steam injection for the removal of NAPLs from contaminated soils and

TMVOC is a numerical simulator for three-phase non-isothermal flow of water, soil gas, and a multicomponent mixture of volatile organic chemicals (VOCs) in multidimensional heterogeneous porous media. It is an extension of the TOUGH2 general-purpose simulation program developed at the Lawrence Berkeley National Laboratory. TMVOC is designed for applications to contamination problems that involve hydrocarbon fuel or organic solvent spills in saturated and unsaturated zones. It can model contaminant behavior under "natural" environmental conditions, as well as for engineered systems, such as soil vapor extraction, groundwater pumping, or steam-assisted source remediation.

TETRAD, distributed by ADA International Consulting Ltd., Calgary, Canada, is a numerical reservoir simulator that can operate in four main modes: black oil, multicomponent, thermal, or geothermal. All of these modes may be combined with dual porosity. Features include definition of wells, grid refinement, and flexible boundary condition specification. PetraSim supports creation of input geometry and properties and plotting of results.

TOUGHREACT is a new extension of TOUGH2 that couples chemical reactions to fluid flow. Coupled modeling of subsurface multiphase fluid and heat flow, solute transport, and chemical reactions can be used for assessment of waste disposal sites, acid mine drainage remediation, contaminant transport, groundwater quality, CO2 sequestration, and mineral alteration in geothermal systems. TOUGHREACT can be applied to porous and fractured media with physical and chemical heterogeneity. The model can accommodate any number of chemical species present in liquid, gas, and solid phases. A variety of equilibrium chemical reactions are considered, such as aqueous complexation, gas dissolution/exsolution, and cation exchnage. Mineral dissolution/precipitation can proceed either, subject to local equilibrium or kinetic conditions. Changes in porosity and permeability due to mineral dissolution and precipitation can be considered.

TOUGH-Fx/HYDRATE v1.0 is a new code, developed by LBNL, that simulates the behavior of hydrate-bearing geologic systems. By solving coupled equations of mass and heat balance, TOUGH-Fx/HYDRATE can model the non-isothermal gas release, phase behavior and flow of fluids and heat under conditions typical of common, natural CH4-hydrate bearing deposits (i.e., in the permafrost and in the deep ocean sediments) in complex formations.

Fluid Properties Modules
two phase water EOS1(TOUGH2 and TOUGHREACT)
water and CO2 EOS2 (TOUGH2and TOUGHREACT)
water and air EOS3 (TOUGH2 and TOUGHREACT)
water and hydrogen EOS5 (TOUGH2)
water, brine, and air EOS7 (TOUGH2)
water, brine, air, and radionuclides EOS7R (TOUGH2)
saturated/unsaturated flow EOS9 (TOUGH2 and TOUGHREACT)
water, NaCl, non-condensible gas EWASG (TOUGH2)
water, CO2, and NaCl ECO2 (TOUGH2 and TOUGHREACT)
water, air, and volatile organic compound T2VOC
water, air, and up to 19 volatile organic compounds TMVOC
hydrates TOUGH-FX/HYDRATES