cohesive单元模拟二维水力压裂,运行了100多步报错,为什么角落会出现孔隙压力负值?

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采用cohesive单元全局插入模拟裂缝扩展。储层物性参数:弹性模量30GPa,泊松比0.25,流体比重980N/m^3,渗透系数1e-7m/s,孔隙比0.1。cohesive单元参数:弹性类型为面作用力,弹性模量30GPa,损伤准则采用最大正应力准则,抗拉强度为6MPa,抗压和抗剪切强度为100MPa,损伤演化类型为位移,破坏位移为0.001mm,损伤稳定粘性系数为1e-5,液体泄漏顶部系数和底部系数为1e-14m/Pas,间隙流类型为Newtonian,粘性0.1Pas。指派单元类型中cohesive单元粘性及厚度为0.01。水平井段长40,角度为北偏西20°,水平井段均匀分布8段长度为0.4的直线段作为射孔和注入点位置,在模型关键字里定义为initial gap初始损伤单元作为起始裂缝。采用超静水压力系统,初始地层孔隙压力为0。实体单元basement应力场为S11=-10e6,S22=-5e6,S12=S33=0。注入点载荷为-0.01m^2/s,有幅值缓冲。注入时间步长为10s。

模型运行了136步3秒不到出现不收敛:Time increment required is less than the minimum specified。右上角出现了孔隙压力负值,查看了边界条件,设置了四边位移自由度为0,孔隙压力也为0。将应力场改为S11=-10e6,S22=0,S12=S33=0,重新运行,模型运行到200多步四秒不到依然报错。将注入载荷缩小成-0.001,这次可以运行成功,但裂缝宽度也缩小很多。

模型POR、SDGE、MMIXDME、MMIXDMI局部云图

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如下,恳请大佬指点




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