Том 334 № 9 (2023)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2023/9/4210

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОРИСТЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИ НЕЛИНЕЙНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОПЛАСТИН С УЧЕТОМ ВЛАЖНОСТИ

Ссылка для цитирования: Математическое моделирование пористых геометрически нелинейных металлических нанопластин с учетом влажности / А.В. Крысько, Л.А. Калуцкий, А.А. Захарова,  В.А. Крысько // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – №9. – С. 36-48.

Актуальность. Изучается проблема напряженно-деформированного состояния и несущей способности пористых металлических нанопластин с учётом больших деформаций, а именно в нефтегазовой промышленности для очистки от твёрдых фракций стволов скважин в процессе их обустройства и обеспечения притока флюида при эксплуатации; а также в аэрокосмической, медицинской промышленности, приборостроении и др. Пористые металлические фильтры в виде пластин предлагается применять в качестве фильтров для удаления твердых частиц в стволе добывающих скважин в призабойной зоне плата с  целью повышения эффективности фильтрации мультифазного флюида и снижения рисков аварийности. Цель: разработка новой модели пористых нанопластин с учётом влажности.  Разработаная модель позволяет описывать реальные работы изучаемых объектов в нефтегазовой промышленности и других отраслях; построение эффективных и быстродействующих методов исследования пористых металлических нанопластин. Методы: метод вариационных итераций – расширенный метод Канторовича, обладающий высокой точностью решения нелинейных задач, быстродействием. Корректность применения этого метода обусловлена доказательством теорем его сходимости, принадлежащих авторам. Кроме того, полученные решения сопоставляются с решениями, полученными методом Бубнова–Галеркина в высших приближениях и методом конечных разностей второго порядка точности, а также с решениями, полученными другими авторами. Результаты и выводы. Построена модель пористых гибких нанопластинок с учётом влажности. Наноэффекты описываются по модифицированной моментной теории упругости. Даётся дальнейшее развитие метода вариационных итераций применительно к исследованию напряжённо-деформированного состояния пористых металлических нанопластин при больших деформациях. Анализируются типы пористости материала, размерно-зависимый нанопараметр, распределение влажности, показатель пористости и граничные условия на несущую способность пористых металлических пластин. Выявлен тип пористого материала, имеющий наибольшую несущую способность.

Ключевые слова:

Пористые металлические нанопластины, очистка от твердых фракций при освоении и эксплуатации скважин, типы пористости, влияние влажности, модифицированная моментная теория упругости, метод вариационных итераций

Авторы:

Антон Вадимович Крысько

Леонид Александрович Калуцкий

Алёна Александровна Захарова

Вадим Анатольевич Крысько

Скачать pdf