实验室压力机在模拟开发中起着基础性作用，它能够创建生成精确输入数据所需的标准化物理样本。具体来说，它将地质材料或粉末压缩成颗粒，用于力学和热学测试，从而获得精确的密度和孔隙率测量值，为复杂的数值模型提供数学基准。
实验室压力机充当地球物理现实与数字抽象之间的桥梁。它提供了构建有效离散裂缝网络（DFN）模型所需的基本“地面真实”数据——特别是材料密度和孔隙率——确保后续的多物理场模拟能够准确反映现实世界的行为。
从物理样本到数字模型
创建标准化样本
要准确模拟地质系统，首先需要可靠的物理样本。实验室压力机用于制备标准化的地质样本或压缩粉末颗粒。通过施加恒定的压力，压力机确保每个样本都符合有效测试所需的特定尺寸和结构要求。
导出关键物理数据
制备完成后，这些样本将经过严格的力学和热学测试。主要目标是提取特定的物理参数，尤其是材料密度和孔隙率。这两个变量至关重要，因为它们决定了材料如何储存热量以及流体如何在其中移动。
为多物理场引擎提供动力
构建离散裂缝网络（DFN）
从压缩样本中提取的数据充当数字环境的原始构建材料。工程师利用这些密度和孔隙率值来构建精确的三维离散裂缝网络（DFN）模型。DFN的保真度完全取决于从压缩样本中测量的物理参数的准确性。
求解流动和热量
建立DFN后，模型将被导入多物理场仿真软件。在这里，系统将求解关于流体流动和热传导的复杂方程。从压力机到模拟的整个链条的最终产出是优化系统配置以实现最大能量回收。
输入质量的关键性
“垃圾进，垃圾出”的风险
认识到模拟的优劣仅取决于输入数据的质量至关重要。如果实验室压力机未能创建真正具有代表性或均匀性的样本，由此产生的密度和孔隙率值将会产生偏差。这将导致DFN模型出现缺陷。
模拟精度与现实
数值模型将毫无差错地处理不正确的数据，产生看似合理但物理上不可能的结果。因此，实验室压力的精度直接关系到最终模拟的预测可靠性。如果岩石基质的物理特性不准确，您将无法在数字上优化FTES系统。
确保模拟成功
如果您的主要关注点是模型保真度：
- 优先考虑样本制备的一致性，以确保您的DFN反映真实的材料异质性。
如果您的主要关注点是系统优化：
- 验证从压力机获得的密度和孔隙率输入是否与目标站点的特定地质条件相匹配，以最大化能量回收预测。
实验室压力机提供了经验锚点，防止数值模拟漂移到理论上的不准确。
摘要表：
| 流程阶段 | 实验室压力机的作用 | 模拟的关键输出 |
|---|---|---|
| 样本制备 | 将地质粉末/材料压缩成颗粒 | 标准化、均质的物理样本 |
| 数据提取 | 支持力学和热学测试 | 精确的材料密度和孔隙率测量 |
| 模型构建 | 提供经验性的“地面真实” | 精确的离散裂缝网络（DFN）模型 |
| 模拟求解 | 确保高质量的输入数据 | 可靠的流体流动和热传导预测 |
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参考文献
- Nima Gholizadeh Doonechaly, Domenico Giardini. Thermal Energy Storage and Recovery in Fractured Granite Reservoirs: Numerical Modeling and Efficiency Analysis. DOI: 10.3390/geosciences14120357
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
