Til hovedinnhold
Norsk English

Grids og diskretisering

Numeriske simuleringer bygger på grid og diskretisering for å oversette kontinuerlige matematiske modeller til størrelser som kan håndteres på en datamaskin. Ved å utvikle nye metoder innen dette feltet kan vi lage simuleringer som gir mer presise resultater, kjører raskere og tåler større kompleksitet.

Kontaktpersoner

Ekspertise innen grid og diskretisering har et bredt nedslagsfelt og kan brukes i mange ulike fagområder. Samtidig varierer detaljene i hvordan avanserte teknikker utformes og implementeres betydelig fra én anvendelse til en annen. Å utvikle nye og effektive metoder krever derfor inngående forståelse av de utfordringene og behovene som er spesifikke for hvert enkelt fagfelt.

Hva gjør vi?

Vi behersker et bredt spekter av både standard og avanserte metoder for grid og diskretisering. Vår spisskompetanse ligger særlig innen følgende områder:

Grids for modellering av undergrunnen

I industrielle anvendelser som involverer væskestrøm i undergrunnen, er utformingen av beregningsgrid avgjørende. Gridene må fange opp den komplekse geologien i reservoarene og hvordan den påvirker strømningen. Selv om det finnes mange ulike gridformater, har de ofte ustrukturert topologi og kompliserte polytopale celler. Å håndtere utfordringene ved slike grids — illustrert i Figur 1 — har gitt oss bred erfaring med både grid- og diskretiseringsmetoder. Figur 2 viser to moderne gridtyper utviklet for å representere komplekse bergartsformasjoner på en bedre måte.

grid-challenges.png
Figur 1: Eksempel på typiske gridgeometrier i 3D-modeller av hydrokarbonførende reservoarer og utfordringene de gir: degenererte og vridde celler, interne hull, flere nabokoblinger, store sideforhold og varierende celledimensjoner, ikke-samsvarende celleflater osv.
grid-examples.png
Figur 2: To eksempler på moderne gridtyper brukt i undergrunnsapplikasjoner. Til venstre: et cut-cell-grid der et regulært bakgrunnsgrid kuttes mot kurvede flater, noe som lokalt gir polytopale celler. Til høyre: et Voronoi-grid, også kalt et perpendicular bisector (PEBI)-grid, som tilpasses brønnbaner og forkastninger ved hjelp av UPR-modulen i vår åpne MRST-programvare.

Videreutvikling av gridgenereringsmetoder

Vår gruppe har bred kompetanse på ulike metoder for gridgenerering og effektiv bruk av tilhørende programvare. Blant de mest allsidige tilnærmingene finner vi tetraederbaserte grids, som egner seg svært godt til å representere komplekse beregningsdomener. Vi har blant annet lang erfaring med Gmsh, et kraftig verktøy for å lage tetraedergrids.

Vi ser også stor verdi i trebaserte grids for adaptive simuleringer. Disse egner seg særlig når beregningsdomenet endrer seg dynamisk over tid, eller ved optimalisering knyttet til form og topologi.

Gjennom å utnytte slike avanserte teknikker for gridgenerering kan vi forbedre modellering og simulering av blant annet væskedynamikk, strukturell mekanikk og andre komplekse fenomener i industrielle anvendelser.

multimesh.jpg
Figur 3: Illustrasjon av multimesh-tilnærminger fra Johansson et al.. Øverst: en propell representert med eget grid i et statisk bakgrunnsgrid. Nederst: flere legemer beskrevet av individuelle grid som beveger seg fritt og krysser hverandre relativt til et fast bakgrunnsgrid.

Utvalgte prosjekter

Full-field simulation of water-based EOR

Full-field simulation of water-based EOR

Start:
End:

We study and develop numerical tools that can be used to improve the resolution of EOR simulations and, in particular, capture accurately the impacts of the injected chemicals on the recovery process.