مدل FEHM مدلسازی جریان آب در محیطهای عمیق و سطحی متخلخل

[دکتر مصطفی کلهر]

مدل FEHM یا کد FEHM به منظور مدلسازی آب های زیرزمینی و همچنین آبهای آلوده در محیطهای متخلخل عمیق یا سطحی به کار می رود.

مدل FEHM مخفف Finite Element Heat and Mass Transfer Code می باشد.

این کد در مرکز ملی LOS ALAMOS آمریکا تهیه و توسعه داده شده است.

شبیه سازی انتشار گازها و مواد آلاینده از چاههای نفت به آبهای زیرزمینی یکی از کاربردهای گسترده مدل FEHM می باشد.

مدل FEHM از ترکیب دو روش المان محدود و حجم کنترل برای حل معادلات گوناگون استفاده میکند و قابلیت اجرا در محیطهای اشباع و نیمه اشباع را دارد.

اولین کد و مدل FEHM در سال 1970 جهت مطالعات زمین گرمایی ایجاد شده اما رفته رفته کاملتر گشت.

این مدل قادر به شبیه سازی حرارت و انتقال جرم در محیطهای متخلخل دارای شکستی در ساختار خود نیز می باشد.

بیشترین کاربرد مدل FEHM در مطالعات محیط زیستی در آمریکا بوده و در موارد زیر به کار رفته است:

مدلسازی ترسیب کربن در سنگها
مدلسازی آلودگی آبهای زیرزمینی
افزایش و مدلسازی پتانسیل زمین گرمایی یک ناحیه
تولید نفت و گاز
دفن زباله های هسته ای
نشت از لندفیلها

[دکتر مصطفی کلهر]

در حال حاضر مدل FEHM دارای قابلیتهای فراوانی می باشد که در زیر به برخی از مهمترین آنها اشاره شده است:

قابلیت مدلسازی 3 بعدی هندسه های پیچیده با شبکه های بی شکل
شبیه سازی مخازن گاز
شبیه سازی زمین گرمایی
شبیه سازی چند فازی جریان گاز، آب و نفت به صورت غیر همدما
شبیه سازی چند فازی آب و CO2 به صورت غیر همدما
دارا بودن کتابخانه ای از مواد شیمی گوناگون
حل معادلات غیردائمی مکانی و زمانی
قابلیت مدلسازی فضاهای متخلخل
مدلسازی فضاهای ترکیبی متخلخل-نفوذپذیر
حل مسائل ژئومکانیکی شامل کوپل انتقال حرارت و تنشهای برشی
مدلسازی تغییر شکل غیرخطی پلاستیکی و الاستیکی