Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

FEHM

FEHM es un modelo de aguas subterráneas que se ha desarrollado en la División de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente del Laboratorio Nacional de Los Alamos durante los úl...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

FEHM es un modelo de aguas subterráneas que se ha desarrollado en la División de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente del Laboratorio Nacional de Los Alamos durante los últimos 30 años. El ejecutable está disponible gratuitamente en el sitio web de FEHM . Las capacidades del código se han ampliado a lo largo de los años para incluir el flujo multifásico de calor y masa con aire, agua y CO₂ , hidrato de metano, además de química reactiva multicomponente y tanto estrés térmico como mecánico. Las aplicaciones de este código incluyen simulaciones de: flujo y transporte en sistemas de aguas subterráneas a escala de cuenca [ 1 ] , migración de isótopos ambientales en la zona vadosa [ 2 ] , secuestro geológico de carbono [ 3 ] , extracción de esquisto bituminoso , energía geotérmica [ 4 ] , migración de contaminantes nucleares y químicos [ 5 ] , formación de hidrato de metano [ 6 ] , circulación hidrotermal del fondo marino [ 7 ] y formación de karst . [ 8 ] El simulador se ha utilizado para generar resultados para más de 100 publicaciones revisadas por pares que se pueden encontrar en FEHM Publications .

Abstracto

El equipo de Flujo y Transporte Subterráneo del Laboratorio Nacional de Los Alamos (LANL) ha participado en proyectos a gran escala, incluyendo la evaluación del desempeño de Yucca Mountain, la remediación ambiental del sitio de pruebas de Nevada , el Programa de Protección de Aguas Subterráneas de LANL y el secuestro geológico de CO₂ . La física del subsuelo ha abarcado desde el flujo de fluidos monofásicos al simular acuíferos subterráneos a escala de cuenca hasta el flujo de fluidos multifásicos al simular el movimiento de aire y agua (con ebullición y condensación) en la zona no saturada que rodea una posible instalación de almacenamiento de residuos nucleares. Estos y otros proyectos han motivado el desarrollo de software para apoyar tanto el descubrimiento científico como la evaluación técnica. El código informático FEHM (Finite Element Heat and Mass) de LANL simula procesos subterráneos acoplados complejos, así como el flujo en cuencas grandes y geológicamente complejas. Su desarrollo se ha extendido a lo largo de varias décadas; un tiempo durante el cual el arte y la ciencia de la simulación de flujo y transporte subterráneo han evolucionado drásticamente. Para la mayoría de los primeros investigadores, los modelos se utilizaban principalmente como herramientas para comprender los procesos subterráneos. Posteriormente, además de abordar cuestiones puramente científicas, los modelos se utilizaron en funciones de evaluación técnica. El análisis avanzado de modelos requiere una comprensión detallada de los errores del modelo (dispersión numérica y truncamiento), así como de aquellos asociados con la aplicación (conceptuales y de calibración). Los errores de aplicación se evalúan mediante la exploración de las sensibilidades e incertidumbres del modelo y los parámetros. El desarrollo de FEHM ha sido motivado por la física del subsuelo de las aplicaciones y también por los requisitos de calibración del modelo, cuantificación de la incertidumbre y análisis de errores. FEHM posee características y capacidades únicas que son de interés general para la comunidad de flujo y transporte del subsuelo y es muy adecuado para hidrología, geotermia, aplicaciones en yacimientos petrolíferos y secuestro de CO₂ . [ 9 ]

Comercialización

Recientemente, FEHM se ha integrado en SVOFFICE™5/WR de SoilVision Systems Ltd, un marco de modelado numérico de recursos hídricos con interfaz gráfica de usuario (GUI). Esta combinación de la funcionalidad de la GUI con potentes solucionadores subyacentes y una física compleja está dando lugar a una nueva generación de capacidades con aplicaciones a diversos problemas hidrogeológicos. Puede encontrar más detalles en el sitio web de SoilVision SVOFFICE™5/WR.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Keating, H. Elizabeth; BA Robinson; VV Vesselinov (2005). "Desarrollo y aplicación de modelos numéricos para estimar los flujos a través del acuífero regional bajo la meseta de Pajarito". Vadose Zone Journal . 4 (3): 653– 671. doi : 10.2136/vzj2004.0101 .
  2. ↑ Kwicklis, M. Edward; AV Wolfsberg; PH Stauffer; MA Walvroord; MJ Sully (2006). "Estimación de parámetros multicomponentes multifásicos para flujos de líquidos y vapores en sistemas áridos profundos utilizando datos hidrológicos y trazas ambientales naturales". Vadose Zone Journal . 5 (3): 934– 950. doi : 10.2136/vzj2006.0021 .
  3. ↑ Stauffer, H. Philip; HS Viswanathan; RJ Pawar; GD Guthrie (2009). "Un modelo de sistema para el secuestro geológico de dióxido de carbono" . Environmental Science & Technology . 43 (3): 565– 570. Bibcode : 2009EnST...43..565S . doi : 10.1021/es800403w . PMID 19244984 . 
  4. ↑ Tenma, Norio; T. Yamaguchi; G. Zyvoloski (2008). "El sitio de prueba de Hijiori Hot Dry Rock, Japón: Evaluación y optimización de la extracción de calor de un yacimiento de dos capas". Geothermics . 37 : 19–52 . doi : 10.1016/j.geothermics.2007.11.002 .
  5. ↑ Robinson, A. Bruce; Viswanathan, HS; Valocchi, AJ (2000). "Técnicas numéricas eficientes para modelar el transporte de agua subterránea multicomponente basadas en la solución simultánea de subconjuntos fuertemente acoplados de componentes químicos" (PDF) . Advances in Water Resources . 23 (4): 307– 324. Bibcode : 2000AdWR...23..307R . doi : 10.1016/S0309-1708(99)00034-2 .
  6. ↑ Sakamoto, Y; T. Komai; T. Kawamura; H. Minagawa; N. Tenma; et al. (2007). "Modificación del modelo de permeabilidad y ajuste histórico del experimento a escala de laboratorio para el proceso de disociación del hidrato de metano: Parte 2 - Estudio numérico para la estimación de la permeabilidad en el yacimiento de hidrato de metano". Int. J. Offshore Polar Eng . 
  7. ↑ Hutnak, M; Fisher, AT; Zuhlsdorff, L; Spiess, V; Stauffer, PH; Gable, CW (2006). "Recarga y descarga hidrotermal guiadas por afloramientos del basamento en el fondo marino de 0,7-3,6 Ma al este de la dorsal de Juan de Fuca: observaciones y modelos numéricos" . Geochemistry, Geophysics, Geosystems . 7 (7): Q07O02. Bibcode : 2006GGG.....707O02H . doi : 10.1029/2006GC001242 .
  8. ↑ Chaudhuri A, Rajaram H, Viswanathan HS, Zyvoloski GA, Stauffer PH (2009). "Convección flotante resultante de la disolución y el aumento de la permeabilidad en fracturas verticales de piedra caliza" . Geophysical Research Letters . 36 (3): L03401. Bibcode : 2009GeoRL..36.3401C . doi : 10.1029/2008GL036533 .
  9. ↑ Zyvoloski, A. George (2007). FEHM: Un código de elementos finitos de volumen de control para simular la transferencia de calor y masa multifásica multifluida subterránea (Informe). Informe no clasificado de Los Alamos LA-UR-07-3359.

Puede encontrar más información sobre este versátil modelo en:

  • Sitio web de FEHM
  • Artículo de revisión de FEHM
  • Folleto de FEHM
  • Sitio web de SoilVision Systems Ltd.