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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/4288| Algoritmos de acoplamiento presión-velocidad para la modelación numérica de la transferencia de calor en 2D de un yacimiento geotérmico Pressure-velocity Coupling Algorithms of 2D Heat Transfer Numerical Modelling in a Geothermal Reservoir | |
| Elizabeth Magaña Torres | |
| Efraín Gómez Arias | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| modelación numérica, acoplamiento presión-velocidad, transferencia de calor, yacimiento geotérmico numerical modeling, pressure-velocity coupling, heat transfer, geothermal reservoir | |
| La modelación numérica de los campos geotérmicos requiere de diversas herramientas computacionales y matemáticas para comprender su dinámica compleja. Los modelos numéricos permiten simular la interacción de los distintos procesos, como la convección del fluido (campo de velocidades), los campos de presión y temperatura, y el transporte de solutos, mediante el balance de masa y energía. En este trabajo se desarrolla una solución numérica para acoplar los campos de velocidad y presión involucrados en las ecuaciones de continuidad, momento y conservación de energía (temperatura) en un yacimiento geotérmico bidimensional. La metodología empleada se basa en el método de volumen finito (MVF) o método de volumen de control (MVC). La implementación computacional se realiza en lenguaje Fortran, acoplado a subrutinas en Python para la generación de gráficos que permiten visualizar los campos modelados de velocidad y temperatura en 2D. Para evaluar la funcionalidad del algoritmo, este fue aplicado al Campo Geotérmico Las Tres Vírgenes (CGLTV), donde se simularon 15 modelos distintos para estimar el campo de temperaturas, variando la permeabilidad y los valores y distribución de fuentes de calor asociadas a zonas de fallas. Los resultados mostraron que el modelo 13 presentó la mejor concordancia, con errores normalizados estimados a partir de temperaturas simuladas y las registradas en los pozos del CGLTV, obteniendo una distribución del porcentaje de error de 10%, lo que indica una precisión aceptable. El algoritmo es adecuado para su implementación bajo el concepto de un sistema cerrado (líquido dominante) en medio poroso, donde solo se considera la transferencia de calor entre el sistema y su entorno, sin intercambio de materia. El algoritmo se puede adaptar a otros campos geotérmicos y optimizarse al incorporar información nueva del sitio de estudio a modelar. Numerical modelling in geothermal fields requires multiple computational and mathematical tools to understand their complex dynamics. Numerical models allow the simulation of the different processes, such as fluid convection (velocity field), pressure and temperature fields, and solute transport through mass and energy balance. In this work, a numerical solution is developed to couple the velocity and pressure fields involved in the continuity, momentum, and energy conservation (temperature) equations in a two-dimensional geothermal reservoir. The methodology is based on the finite volume method (FVM) or control volume method (CVM). The computational implementation is carried out in Fortran, coupled with Python subroutines for generating graphics to visualize the modeled velocity and temperature fields in 2D. To evaluate the functionality of the algorithm, it was applied to the Las Tres Vírgenes Geothermal Field (LTVGF), where 15 different models were simulated to estimate the temperature field by varying permeability and the values and distribution of fault zones associated heat sources. The results indicated that Model 13 had the best overall performance and accuracy for each well, with normalized errors estimated from simulated and recorded temperatures, yielding an error percentage distribution of 10%, indicating acceptable accuracy. The algorithm is suitable for implementation under the concept of a closed systems (liquid-dominated) in porous medium, where only heat transfer occurs between the systems and its surroundings, with no mass exchange. The algorithm can be adapted to other geothermal fields and optimized by incorporating new information from the study site to be modeled. | |
| CICESE | |
| 2025 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Magaña Torres, E. 2025. Algoritmos de acoplamiento presión-velocidad para la modelación numérica de la transferencia de calor en 2D de un yacimiento geotérmico. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 123 pp. | |
| YACIMIENTOS MINERALES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Ciencias de la Tierra |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| tesis_Elizabeth Magaña Torres_2025.pdf | Descripción completa de la tesis | 15.72 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |