Моделирование геотехнологических процессов (часть 1)

Большинство процессов, протекающих в реальных подземных условиях, настолько сложны, что создать теорию, учитывающую все стороны процесса и все воздействующие на него факторы, не удается.
В результате теоретического анализа физико-химических изменений в залежи получаются системы уравнений в частных производных второго порядка, причем наличие фазовых переходов, обусловленных самим существом геотехнологических процессов, делают эти краевые задачи нелинейными. Поэтому на практике идут по пути выделения основных ведущих факторов, которые являются определяющими на некотором временном интервале для всего процесса, или, что гораздо чаще, для отдельных его сторон. Пренебрегая при выбранных условиях остальными факторами, строят относительно простые математические модели отдельных частных процессов, слагающих общий процесс. Соединяя частные модели, можно получить приближенную картину процесса в целом и соответствующую ему математическую модель.
Физическое моделирование позволяет воспроизвести в лабораторных условиях весь геотехнический процесс или отдельные его элементы (чаще), что дает возможность с минимальными затратами выяснить общие закономерности физических и химических явлений, протекающих в модели, особенно, если невозможно создать удовлетворительную математическую модель. Кроме того, физическое моделирование применяется для проверки приближенных методов оценки показателей и параметров, проверки адекватности математических моделей реальному процессу и для изучения качественной картины происходящих физико-химических явлений. Существуют определенные трудности как при осуществлении физической модели, так и при ее чисто технической реализации.
Для перенесения получаемых зависимостей на реальный объект необходимо выдержать требования подобия, сформулированные в теориях размерности и подобия. Известны необходимые и достаточные условия создания подобных моделей: пропорциональность сходственных параметров, входящих в условия однозначности, и равенство критериев подобия изучаемого явления. Применение теории размерности бывает затруднительно из-за неполноты исходной фактической информации, сложности и слабой изученности самих процессов, что может привести к неправильному выбору определяющих технологию параметров. Использование теории подобия требует обоснованного математического описания, получение которого по тем же причинам требует специальных исследований. Однако установление критериев подобия не устраняет препятствий, так как часто в лабораторных условиях не удается удовлетворить большинству требований, вытекающих из условия подобия объекта и модели. В конечном счете это приводит к недостаточной обоснованности перенесения результатов моделирования в реальные условия.

---