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前沿

在地热开发、CO₂地质封存、地下水污染防治、岩土灾害防控、核废料处置等碳中和与地质工程重点领域，传统 FEFLOW、COMS 等商用软件普遍存在耦合逻辑不透明、黑箱运算、顺序耦合误差偏大、项目成本高昂等痛点，OGS6（OpenGeoSys）凭借开源全耦合架构成为 THMC 热 - 水 - 力 - 化学多场数值模拟主流前沿工具。作为德国亥姆霍兹研究中心主导迭代的开源有限元平台，OGS6 突破分步耦合局限，实现同一求解框架下温度场、渗流场、应力场、地球化学场强耦合联立求解，新版本持续优化 PHREEQC 化学引擎耦合、TH2 多相流、水力压裂相场计算等核心模块，可精准刻画裂隙 - 孔隙介质中水岩反应、矿体变形、超临界 CO₂运移等复杂非线性地质过程。伴随 Python 生态与 OGSTools 工具链快速成熟，行业已从手动编辑 XML 项目文件的低效建模模式，转向 Python 脚本自动化生成网格、批量修改参数、一键调度模拟、批量后处理出图的全新工作流，彻底摆脱繁琐手工调试。当前科研与工程落地中，OGS6 已大量应用于增强地热 EGS、浅层地埋管换热、深部咸水层碳封存、矿山地下水污染运移等标杆项目，依托官方 Benchmark 与真实盐丘、裂隙地质案例，可实现从理论方程→网格剖分→多场参数配置→模拟运算→结果解析全链路落地，打通机理理论与工程实操壁垒，成为地环、能源、岩土方向破除模拟黑箱、产出 SCI 与工程项目成果的刚需技术方案。

一、OGS软件介绍及建模步骤

系统介绍OGS的开源背景、多物理场耦合特色与应用领域，阐述了热-水-力-化学的控制方程与耦合机制，讲解了软件基于XML的参数化设计及求解器配置，并梳理了从网格生成到后处理的完整建模流程。
1.1 OGS软件介绍

1.2 OGS数学模型及耦合机理

1.3 OGS6输入文件结构与建模流程

二、OGS输入输出格式说明及网格剖分练习

OGS文本输入输出格式说明，简单规则网格生成练习及复杂网格生成介绍：
2.1 OGS文本输入输出格式说明

2.2 OGS网格格式说明（几何gml+网格mesh）

2.3规则网格生成练习（generateStructuredMesh命令行）
generateStructuredMesh -o hex_4x5x6.vtu -e hex --lx 4 --ly 5 --lz 6 --ny 10 --dz0 1.5

2.4不规则网格生成练习（含断层、裂隙网络）
第三方软件OGS-GINA（包含GMSH）、OGS Data Explorer及Python命令行进行网格生成介绍与练习。【支持从已有图片中CAD描图与网格化】

三、以盐丘模型驱动的OGS多场耦合递进实践

3.1 理解单场（力学）到多场（HM、HC、TM、THM）的物理耦合机制；掌握OGS输入文件中不同物理过程的配置方法；能够通过递进式练习，分析各耦合场对盐丘变形的影响。

3.2 OGSTools
学习使用OGSTools进行OGS模型前后处理。

四、OGS在地热地质领域应用与建模练习

涵盖浅层地热（BHE换热器）与深部地热（EGS热储）模拟，重点学习OGS多场耦合建模方法，目标使学员掌握地热系统仿真分析技能，并能独立应用于实际工程设计与评估。
4.1 OGS浅层地热开发利用（单井单U换热）

4.2单井双U换热、单井同轴换热、多井协同换热

4.3 OGS深层地热开发利用（增强型地热系统-断层+裂隙网络+cubic law）

五、OGS在环境地质领域应用与建模练习

5.1 OGS-PHREEQC反应运移模拟
OGS-PHREEQC耦合模拟地下水化学反应（矿物溶解/沉淀、离子交换、自定义化学反应），目标掌握反应性溶质运移建模，实现多场-化学过程联合分析。

六、OGS在多相流领域应用与建模练习

6.1 TH2M模型介绍
TH2M多相多场耦合模拟（两相流、热-水-力），目标掌握非等温两相流与岩土力学联合建模，应用于地热、二氧化碳地质封存与核废料处置。

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