TOUGH系列软件介绍         返回 软件产品   

MULKOM
MULKOM程序是TOUGH代码的前身,由美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)在20世纪80 年代初期开发。该程序结构是基于对多组分多相流的非等温运动控制方程(如果不考虑流体组分和相的属性和个数的不同)具有相同的数学形式的认识。 TOUGH和后续的TOUGH2中有较多的方法和思路是基于MULKOM程序开发而得。用于水-气两相流的MULKOM版本于1987年以 TOUGH软件公开发布,它在尤卡山(Yucca Mountain) 项目(美国高放射性核废料地质处置项目)中的运用代表了当时该程序的代表性实际应用。

TOUGH
    TOUGH是非饱和地下水及热流传输(Transport of Unsaturated Groundwater and Heat)的英文缩写,是模拟一维、二维和三维多孔或裂隙介质中,多相流、多组分及非等温的流体流动、传热和污染物运移的数值模拟程序。TOUGH代码的前身是 MULKOM数值模拟程序。

TOUGH2
    TOUGH2是TOUGH的后续版本,首次公开发表于1991年。TOUGH2是一套功能强大、应用广泛的模拟孔隙或裂隙介质中多相流的系列程序。它能处理多种液体的混合 物,能更复杂、更精确、更有效的模拟多相流和热量运移过程。TOUGH2已经广泛的应用于地热储藏工程、核废料处置、饱和或非饱和带水文环境评价 和恢复及二氧化碳地质处置等领域。TOUGH2采用标准FORTRAN77语言编写,可用于模拟水流系统的空间尺度变化从微观尺度到流域尺度,水 流过程模拟的时间尺度可以从几秒分之一到几万年的地质年代时间。就目前的计算平台来说,几千甚至是几万个单元的三维问题是很容易解决的。

iTOUGH2
    iTOUGH2是具有反演模拟能力的计算机程序,用于模拟多相流、多组分裂隙或多孔介质的非等温流动。iTOUGH2解决了自动校正TOUGH2模型观测数据的反演问题, 任何TOUGH2的输入参数都能基于任何观察到的相应TOUGH2输出而被估算。模型的估算和观测资料之间的差别通过目标函数来反映,通过反复迭 代从而改善了参数的匹配。最佳的参数组一旦被确定下来,iTOUGH2便执行大规模的错误分析,它提供了剩余部分的统计信息,估计其不确定性,并 且具有在模型选择中辨别的能力。此外,不确定性的分析允许我们去量化预测误差。

TOUGH2 V2.0
    TOUGH2 V2.0是TOUGH2模拟程序的增强版本。该版本包含了几个新的水流特性EOS模块,并增强过程模拟的能力,例如储层与井管水流的耦合能力,沉淀和溶解效应(EWASG 模块),多相弥散(T2DM模块)以及咸(卤)水含水层中二氧化碳的深层处置(ECO2N/ECO2M模块)等。同时该版本对早期发布的模块进行 了大量的改进,并增加了新的用户特性,例如增强了线性方程的求解以及图形化文件的输出。数据的输入兼容了先前的版本,并根据需要增加了额外想要的 功能。

TOUGHREACT
    TOUGHREACT是一个用于化学反应的数值模拟程序,它应用于多孔和裂隙介质中多相液体的非等温流中。它采用FORTRAN77语言编写,并且通过引进化学反应到多相 流代码TOUGH2 V2中得到发展。在局部平衡或动能率的影响下能够发生矿物群和液体之间的相互反应,气体相能够具有化学活性。沉淀和溶解反应可以改变地层的孔隙度和渗透率,也能够改变岩石 的非饱和流特性。

TOUGH-FLAC
    TOUGH-FLAC是一个基于热储模拟器TOUGH2和地质力学代码FLAC3D相结合的模拟程序。TOUGH2是一套多相、多组分液体流动、热量传输及水文地质分析的 完善代码,而FLAC3D是一种广泛使用的商业岩石力学代码,二者联合能够模拟两个复杂的问题,即在含水层中注入和储存二氧化碳以及裂隙多孔介质 中对核废料的处置问题。

TOUGH2-MP
TOUGH2-MP是TOUGH2的大规模并行版本,用于多组分、多相流体在一维、二维及三维多孔或 裂隙介质中,等温和非等温条件下的并行模拟计算。近年来,在大型或高度非线性问题领域应用上对计算的要求越来越高,如放射性废物处置,二氧化碳地 质处置,环境评价和修复,油藏工程及地下水水文学方面等。发展并行模拟能力的主要目的是要显著提高TOUGH2代码家族的计算性能,并行模拟器特 有的目的是实现日益复杂模型在计算时间上数量级的提高。当前的TOUGH2-MP(V2.0)包括了TOUGH2(V2.0)所有的流体性质模块 及TMVOC和T2R3D等常用模块,可用于模拟超过百万个单元离散的问题。目前成功应用最大的模型是东京湾的CO2地质处置模型,其单元数超过 1千万个。
目前TOUGH2-MP包括了EOS1, EOS2, EOS3, EOS4, EOS5, EOS7, EOS7R, EOS8, EOS9, ECO2N, EWASG, T2R3D, TMVOC, 及 TOUGH+HYDRATE几个模块。

TOUGH+
    TOUGH+是一种通用的数值模拟程序,它继承了劳伦斯伯克利国家实验室开发的TOUGH2系列代码,可用于模拟通过多孔介质或裂隙介质的多相流和热流。各种模块均可以连 接到TOUGH+的核心部分以描述不同的流体和它们的组分,或模拟更为复杂及耦合过程。TOUGH+可用于分析和预测热储、核废料储存场、天然气 水合物的形成、地质碳汇集的位置、盐水和淡水含水层(含包气带)以及被放射性核素或挥发性有机化合物污染的位置等。