以天然气水合物在多孔介质中生成、分解过程的科研项目为背景,将含水合物介质电参数测量系统部分研究内容引入实验教学,设计了基于有限元数值法的含水合物多孔介质电参数测量仿真实验。基于反应釜及复电阻率测量装置建立数值模型;采用全波有限元方法对模型中的电磁场进行仿真计算并获得空间电磁分量分布;通过设置不同尺寸的水合物,结合仿真结果后处理,得到不同水合物分布对应的视电学参数。前电磁数值仿真的常用的方法，且计算结果可靠［９－１０］，成熟的商业软件较多。本文中有限元法采用的四面体网格有益于剖分电极、水合物等精细结构，结合高性能计算平台，质电参数测量系统-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动钢管杆滚圆机滚弧机可对电磁波在非均匀介质中的传播、散射问题进行精确模拟，非常适合含天然气水合物多孔介质电参数测量系统的仿真研究［１１－１２］。图２所示为含水合物多孔介质电参数测量系统仿真实验流程图。该仿真实验可以帮助学生认识有限元电磁仿真方法，并利用有限元方法解决电磁场数值问题。图１含水合物多孔介质电参数测量系统图２含水合物多孔介质电参数测量系统仿真实验流程图２本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ ．１电参数测量系统数值模型含水合物多孔介质电参数测量系统数值模型见图３。１６个电极分２层均匀安装于反应釜壁内的绝缘层中，在反应釜壁与发射电极间设置恒定的电压源。电０４１实验技术与管理发射电极注入反应釜内的被测介质中，其余１５只电极作为接收电极。当接收电极处于工作状态时与反应釜壁导通，此时接收电极和电压源共地，且不超过１只接收电极同时处于工作状态。图３含水合物多孔介质电参数测量系统模型２．２仿真模型参数设置含天然气水合物多孔介质电参数测量系统的仿真，参数设置主要包括：（１）模型中的反应釜、电极等金属部件设置为电导率无穷大的完美导体（ＰＥＣ），以提高仿真效率。（２）设置水合物相对介电常数为３，电阻率无穷大的无耗电介质。（３）设置反应釜内孔隙度３０％、含水饱和度４０％海砂的电参数，由数字岩心实验结合阿奇公式计算得到，电导率为０．２７５５Ｓ／ｍ，相对介电常数为４１［１３］。（４）仿真区域外边界为反应釜外壁，背景材料相对介电常数设为１，空气的电导率０Ｓ／ｍ。（５）激励源为单一频率电压源，电压均方根值设为１００Ｖ，两端分别与发射电极、反应釜壁相连接。（６）电磁场被约束在金属反应釜壁内区域，仿真区域外边界设置为电壁。（７）为得到足够高的仿真精度和仿真效率，选择二阶四面体网格对测量系统模型进行空间离散：将网格区域划分为反应釜、电极、含水海砂、天然气水合物几部分。因天然气水合物、电极的结构较为复杂，需根据具体尺寸单独加密，其他部分四面体网格边长为仿真最小波长的１／５。本文中模型的四面体网格数约７０～１００万个，网格质量平均值大于０．８。（８）利用频域全波有限元法进行仿真求解，求解精度设置为质电参数测量系统-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动钢管杆滚圆机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/