Browsing by Subject "numerical modeling"

Now showing 1 - 20 of 29

Access status: Open Access ,
An analysis of the influence of fracturing technological parameters on fracture propagation using numerical modeling
(Wydawnictwa AGH, 2017) Dudek, Jacek; Janiga, Damian; Wojnarowski, Paweł
Nowadays, hydraulic fracturing is one of the most common treatments for both conventional and unconventional fields, a stimulation technique designed to increase well production through the reduction of flow resistance caused by the drilling process or genuine reservoir properties. In this article the planar, three-dimensional numerical model of hydraulic fracturing treatment is presented. Based on the given model, the influence analysis of the basic technological parameters of the fracturing in a directional well on fracture propagation was conducted. The presented analysis shows the crucial role of numerical modeling in the process of hydraulic fracturing treatment design. The outcomes allowed us to identify the sensitivity of the obtained fracturing effects on the change of the treatment of technical parameters.
Access status: Open Access ,
An attempt to determine the cause of the strong tremor responsible for a rockburst in a hard coal mine based on numerical modeling and spectral parameters
(Wydawnictwa AGH, 2024) Wojtecki, Łukasz; Krawiec, Krzysztof; Ćwiękała, Mateusz; Dzik, Grażyna
Seismic and rockburst hazards represent significant challenges during the longwall mining of coal seams. One analytical approach to assess the potential for rockburst hazards involves reconstructing the stress conditions within the rock mass. This article reports on the findings from three-dimensional (3D) numerical modeling aimed at examining the distribution of maximum shear stress within the rock mass amid the longwall mining operations of the 703/1 coal seam in a mine situated in the Upper Silesian Coal Basin, Poland which was disrupted by a rockburst incident. On the day of the rockburst, substantial concentrations of maximum shear stress were identified in a thick sandstone layer proximate to the boundary of the overlying 624 coal seam located significantly above the 703/1 coal seam. The calculated maximum shear stress demonstrated an increase of approximately 80% over the values observed in the absence of edge effects. Furthermore, also higher concentration of maximum shear stress was identified within the geologically weaker strata adjacent to the 703/1 coal seam. These observations facilitated the classification of the examined rockburst as a stress-stroke phenomenon. Additionally, the study determined the spectral parameters of the tremor, which possessed an energy of 9.8 × 10$^{7}$ J and triggered the analyzed rockburst. The ratio of the seismic energy of S and P-waves confirmed a shear mechanism in the focus. The scope of inelastic deformation within the focal zone was also quantified. Following the event, the rock mass that had been destressed due to the significant tremor and subsequent rockburst exhibited reduced seismic activity upon the resumption of longwall mining of the 703/1 coal seam.
Access status: Open Access ,
An enclosed dust removal system with ducting
(2012) Xie, Jun; Xue, Sheng; Chen, Weiming; Zhou, Gang
A numerical modeling study is undertaken to understand gas-solid particle flows at the face of a mechanically developing roadway of an underground coal mine which employs a force-exhaust auxiliary ventilation system and uses mist spray for dust suppression. The FLUENT, a commercial computational fluid dynamics (CFD) package is used with Semi Implicit Method for Pressure Linked Equations (SIMPLE) algorithm for simulation. The results of the modeling show that dust control should focus on the middle area of the face. Based on the results, an enclosed dust removal system with ducting was developed. The system was successfully trialed at an underground coal mine with a satisfactory result.
Access status: Restricted ,
Analiza deformacji podłoża gruntowego w wyniku zmiennego w czasie obciążenia z wykorzystaniem pakietu GEO-SLOPE
(Data obrony: 2014-12-04) Pietrzyk, Justyna
Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
The main goal of this work is to analyze the deformation of the ground as a result of time-varying load for the third stage of municipal waste landfill „Barycz” in Cracow. The analysis was performed with the program SIGMA / W, whose operation is based on numerical modeling (finite element method). As a result of computer simulation gave the forecast of possible subsidence of the ground. The results show the influence of the strain caused displacement body landfill.
Access status: Restricted ,
Analiza stateczności zbocza z zastosowaniem różnych metod obliczeniowych
(Data obrony: 2018-10-24) Ekiert, Andrzej
Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
W pracy przedstawiono analizę stateczności skarpy na terenie cmentarza w Chwałowicach, przeprowadzonej w oparciu o modelowanie numeryczne. Opisano metodologię przeprowadzonej analizy wraz z omówieniem wyników.
Access status: Restricted ,
Analiza typu funkcji rozkładu czasów przepływu wody i jej parametrów w niejednorodnych warstwach wodonośnych przy zastosowaniu modelowań numerycznych
(Data obrony: 2018-03-02) Bernasik, Karolina
Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
Prezentowana praca przedstawia analizę krzywych przejścia znacznika zrealizowaną dla teoretycznego przypadku niejednorodnej warstwy wodonośnej z wykorzystaniem modelowania numerycznego. Dla celów realizacji pracy utworzono model koncepcyjny analizowanego przypadku z dwoma wariantami lokalizacji studni eksploatacyjnej. Znacznik, symulujący substancję zanieczyszczającą został zainiekowany na powierzchnię zwierciadła wody. Modelowanie przepływu zrealizowano programem MODFLOW (wersja PMWIN 5.3) natomiast transport masy programem MT3DMS. Uzyskano krzywe przejścia dla 3 wartości stałej dyspersji podłużnej i dla obydwu wariantów eksploatacji w 6 piezometrach po 5 i 50 latach od iniekcji.
Access status: Restricted ,
Badania modelowe dopływu wody do studni w obszarze ograniczonym, w warstwie o charakterze swobodnym
(Data obrony: 2016-12-14) Solak, Sebastian
Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
Niniejsza praca magisterska wykorzystuje modelowanie numeryczne w celu analizy dopływu wody do studni znajdującej się w obszarze, w którym występują ograniczenia oraz swobodne warunki filtracji. Analizy dokonano poprzez wyodrębnienie czterech wariantów, w których pojawia się granica zasilająca w postaci rzeki oraz granica nieprzepuszczalna znajdująca się w różnej odległości od studni. Ograniczenia te występują w różnorodnych konfiguracjach, co pozwala na dokładną analizę wpływu granic na dopływ wody do studni. Ponadto, założono nieustalone warunki filtracji, w których możliwa jest obserwacja dopływu wody do studni w zadeklarowanych krokach czasowych. Badania modelowe wykonano dla dwóch schematów: generalnego i specyficznego, w każdym rozpatrując po cztery warianty. Schematy odwzorowują zbliżone warunki hydrogeologiczne, jednak różnią się od siebie przebiegiem granic i wartościami parametrów. Ich wyróżnienie pozwala na prezentację warunków uproszczonych (schemat generalny), oraz bardziej skomplikowanych, mogących wystąpić w rzeczywistości (schemat specyficzny). Punktem wyjścia do wyciągnięcia wniosków końcowych jest dokładna analiza map zwierciadła wody, depresji oraz bilansów przepływu wód.
Access status: Restricted ,
Badania modelowe przepływu wód podziemnych w ujściowym fragmencie zlewni Raby
(Data obrony: 2018-09-25) Żeleńska-Olczak, Ewa
Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
Zlewnia odcinka ujściowego dolnej Raby o powierzchni około 22,5 km2 to obszar o charakterze wiejskim i rolniczym. Ludność zaopatrywana jest w wodę z ujęć wód podziemnych. Wykonano jednowarstwowy model numeryczny warunków hydrogeologicznych odwzorowujący warunki krążenia wód w utworach czwartorzędowych. Zweryfikowany model wykorzystano do wykonania symulacji prognostycznych uwzględniających pobory wód podziemnych przez ujęcia w wysokości zatwierdzonych zasobów eksploatacyjnych oraz z wydatkami zaproponowanymi dla nowego ujęcia. Określono również zasoby odnawialne i dyspozycyjne dla modelowanego fragmentu zlewni.
Access status: Open Access ,
Department of Geoinformatics and Applied Computer Science
(Wydawnictwa AGH, 2016) Chuchro, Monika; Leśniak, Andrzej
Access status: Open Access ,
Extended free surface flow model based on the lattice Boltzmann approach
(2010) Szucki, Michał; Suchy, Józef Szczepan; Żak, Paweł; Lelito, Janusz; Gracz, Beata
The aim of this work was to extend numerical model of mould filling phenomena previously presented in [3]. Authors described some techniques for modeling single phase and free surface flows. Method, called 'piston model', for modeling influence of liquid flow on gas behavior inside the mould and also, effect of local gas pressure on movement of metal free surface, was shown. In last part of this work, results from presented model were compared with data from the commercial simulation environment FLOW-3D.
Access status: Open Access ,
Identyfikacja właściwości odkształceniowych górotworu w oparciu o numeryczną analizę wstrząsu związanego z wyburzaniem budowli
(2008) Walaszczyk, Jan; Hachaj, Stanisław; Barnat, Andrzej
The following paper deals with the determination of rock physical properties based on comparison of the recorded tremor accompanying the demolition of a real building with the results from the numerical model based on the finite element method.
Access status: Open Access ,
Influence of immersion depth of ladle shroud in liquid steel on range of transition zone for one-strand tundish during continuous casting of steel
(Wydawnictwa AGH, 2017) Bartosiewicz, Michał; Cwudziński, Adam
This article presents the results of a computer simulation of the flow of liquid steel through a onestrand tundish. In this paper, we examine four immersion depths of a ladle shroud in liquid steel. The simulation was performed for a sequence of slab castings. The effect of the calculations were residence time distribution curves (RTD), type (F). Based on the distribution curves, the range of the transition zone for the different variants of the immersion depth of a ladle shroud were estimated. Based on the results of numerical calculations, it was found that increasing the immersion depth of the ladle shroud in liquid steel influences the range of the transition zone. For numerical simulations of the flow of liquid steel, the Ansys-Fluent program was used.
Access status: Open Access ,
Komputerowa symulacja zmian energii właściwej w polu filarowo-komorowym spowodowanej postępującą eksploatacją złoża oraz zmianą właściwości fizycznych filarów
(Wydawnictwa AGH, 2005) Walaszczyk, Jan; Hachaj, Stanisław; Barnat, Andrzej
The paper presents general rules of the mathematical modeling of the results of the internal rock mass destruction. This model is based on the finite element method and on the physical model of rock mass dynamic relief. The authors present the use of the model for the computer simulation of internal energy changes in a pillar-room field caused by the change of physical properties of pillars (caused by their weakening).
Access status: Open Access ,
Modelowanie numeryczne stanu naprężenia w sąsiedztwie przodka wyrobiska ścianowego z uwzględnieniem obecności metanu
(Wydawnictwa AGH, 2011) Florkowska, Lucyna; Walaszczyk, Jan
Knowing the state of stress within rock mass near the exploitation area is a crucial element of planning mining works, especially in areas containing methane, which often happens in case of coal exploitation. One of the solutions to this problem is numerical modeling. This paper presents a method of estimating the changes of the state of stress around long wall exploitation area, based on MES numerical simulation. Mathematical model used here, treating coal as porous compressible medium, considers the presence of methane within rock mass and its flow caused by exploitation. It allows to observe both the changes of the state of stress and of methane porous pressure within rock mass. The results obtained were compared to the results of methane pressure tests available in literature.
Access status: Restricted ,
Modelowanie numeryczne zjawisk dynamicznych zachodzących w górotworze
(Data obrony: 2014-07-31) Cielesta, Szymon
Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
The paper presents the basic information about mining seismology, induced seismic activity in the region of KWK „Bobrek-Centrum” and geomechanics. Then, the author, on the basis of real data from the above mentioned mine, has developed a numerical models for static and dynamic analysis around the mining excavation, in the wall 3, coal seam 503 in KWK „Bobrek-Centrum”. In the case of static analysis, the impact of the mesh discretization density on the accuracy of distributions of stresses, strains and displacements in the numerical model was discussed. In dynamic analysis, by introducing additional external load (source of tremor) the effect of various parameters on the virtual seismometer record and the stress-deformation distribution was considered. The calculation has been performed in two–dimensional finite difference numerical modelling using software FLAC 7.0 (Itasca).
Access status: Open Access ,
Morphodynamic Cartography Visualization of Wulan River Estuary Systems from Space to Numerical Approach Based on Multi-Season Analysis
(Wydawnictwa AGH, 2024) Khakhim, Nurul; Kurniawan, Agung; Pranowo, Widodo Setiyo
This research aims to investigate the morphodynamics of the Wulan River estuary in Demak Regency using the integration of multispectral remote sensing images and numerical modeling. In this study, PlanetScope for a manual-visual analysis of estuary morphodynamics and Sentinel-2 MSI Level 2A to obtain periodic total suspended solids (TSS) information for the east and west monsoon seasons. MIKE by DHI software used to develop hydrodynamic numerical modeling in order to characterize the current circulation and sediment transport model. Based on a marine cartography aspect, the obtained results illustrated that the climatological phenomenon of seasonal forcing plays a role in the development of the current circulation and indirectly influences the sediment transport. During the west season, the morphodynamics in the Wulan River estuary are much more massive and significant as compared to the east season. A projection of the deposition that results from the sediment transport is described in the bed-thickness change, this occurs in the western part of the Wulan River estuary during the east season, while the bed-thickness change occurs predominantly in the northern part during the west season (where there was previously a beach sandbar phenomenon). This was verified through multi-temporal satellite imagery that the deposition that occurs in the northern part of the Wulan River estuary during the west season is increasingly progressive and massive.
Access status: Open Access ,
Numerical estimation of effectiveness of fault zones protection in longwall
(2012) Cała, Marek; Kowalski, Michał; Stopkowicz, Agnieszka; Adamczyk, Justyna
Prowadzenie wyrobisk eksploatacyjnych w rejonie zaburzeń tektonicznych wiąże się z koniecznością odpowiedniego dostosowania technologii eksploatacji, a także z podejmowaniem działań profilaktycznych polegających na prowadzeniu wzmacniania i zabezpieczania przed frontem ściany. Działania te mają na celu zapewnienie ciągłości procesu wydobywczego oraz bezpieczeństwa pracy. Prowadzenie eksploatacji w trudnych warunkach geologiczno-górniczych narzuca konieczność poszukiwania coraz skuteczniejszych metod zabezpieczających. W niniejszym artykule przedstawiono, w oparciu o przeprowadzoną analizę numeryczną, ocenę skuteczności zastosowania kotwienia oraz środków iniekcyjnych dla zabezpieczenia stref uskokowych w wyboiskach eksploatacyjnych. W tym celu przeprowadzono symulacje numeryczne z wykorzystaniem programu Metody Różnic Skończonych FLAC zarówno w płaskim stanie odkształcenia (FLAC 2D), jak i przy użyciu modeli przestrzennych (FLAC 3D). Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla rzeczywistych warunków występujących w jednej z kopalń węgla kamiennego.
Access status: Open Access ,
Numerical modelling of non-metallic inclusions size distribution during liquid steel flow through a continuous casting slab tundish
(2011) Cwudziński, Adam; Jowsa, Jan
The article presents the results of computer simulations of non-metallic inclusions behaviour in a slab tundish. The tundish is equipped with a dam with two holes. The authors employed the CFD (Computational Fluid Dynamics) numerical modeling technique to demonstrate changing process of non-metallic inclusions size distribution. The computer simulations were performed for non-isothermal and non-steady conditions of continuous steel casting process. As a result of computations, time characteristics of changing volume fraction for particular group of non-metallic inclusions were obtained.
Access status: Open Access ,
Numerical tests of the power coefficient the VAWT with ODGV
(Wydawnictwa AGH, 2023) Ptak, Radosław; Kołodziejczyk, Krzysztof
The article contains results of numerical tests and an analysis of the operation of a wind turbine with a vertical axis of rotation equipped with air guides. The studies show that the analyzed solution has a higher value of the power factor than the classic wind turbines with a vertical axis of rotation. As part of the numerical tests, the value of the power coefficient was determined depending on the speed ratio in the entire operating range, for several values of the air inflow velocity.
Access status: Restricted ,
Numeryczna analiza propagacji fali sprężystej w ośrodku z rozwiniętym procesem zapadliskowym
(Data obrony: 2011-09-01) Kędra, Marcin
Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
The aim of work was numerical analysis of elastic wave propagation in the elastic medium with sinkhole process developed. Calculation was done for two models: with and without sinkhole process. For assessment of changes in wave propagation was used refraction tomography method in SeisImager 4.2 software. In the work significant sinkhole process impact on waveform changes were identified. All modeling stages were computed using finite difference method in FLAC 2D 5.0 software.