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6.超有用却不常用的OLGA小技巧系列分享之二—质量守恒方程组的二阶求解格式

在OLGA中可采用两种不同求解格式来求解质量守恒方程组。默认的是鲁棒性更好的1阶迎风隐式格式,在大多数情况下应优先使用;而2阶全变差递减格式则作为备选求解格式,数值耗散小,因此能更好地保持持液率前沿。

当跟踪相对尖锐的持液率前沿很重要时,推荐使用质量守恒方程组的2阶求解格式。例如油-水前沿、抑制剂前沿或气-油前沿,以及在没有段塞流跟踪模块的情况下捕获严重地形段塞流(注意此时可能需要更细的管段划分以减少数值扩散,但推荐使用段塞流跟踪功能以获得更高的计算精度)。

但应该注意到以下限制条件:

• 对于已观察到数值不稳定性的模拟过程不建议使用2阶格式,否则只会使情况变得更糟,这是因为2阶格式会增强数值振荡。

• 2阶格式对计算结果的改善会因所关心的实际物理现象的不同而不同。例如对于那些关心持液率前沿传播的模拟,计算结果的改善可能非常显著;而对于关心压力或温度波动的模拟,2阶格式对于计算结果的改善可能会较小。

• 2阶格式选项一旦设置完成,就不能再通过增大最小计算时间步MINDT来改变CFL收敛准则。

具体激活方式可在OPTIONS全局选项关键字中设置MASSEQSCHEME=2NDORDER

下图1~图4具体展示了1阶格式和2阶格式模拟结果的差异。

图1 显示了两种求解格式差异的油-水持水率前沿的剖面图,其中管线的管段数分别为50、100和500

图2 气-油持液率前沿的剖面图,其中管线的管段数分别为50、100、500和1000

图3 显示了某一立管顶部处单个液塞中瞬时持液率的趋势图,其中管线的管段数分别为15、30和60

图4 上图显示了油-水前沿的剖面图,在充满水的区域内,有三个区域含有MEG

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