Sviluppo del pacchetto software GReS (Geomechanical Reservoir Simulator):Implementazione della Legge costitutiva di Drucker-Prager

GReS (Geomechanical REservoir Simulator) is a geomechanical simulator that models subsurface phenomena, such as the response to fluid injection and/or extraction. It employs constitutive laws linking strains and stresses to represent the mechanical behavior of materials, allowing interactions between physical phenomena in a flexible environment. Developed at the University of Padova by Andrea Franceschini and Daniele Moretto under the guidance of Professor Massimiliano Ferronato, GReS is written in MATLAB to provide a user-friendly and practical tool. The software computes displacements, strains, and stresses in a continuous medium discretized into polygonal elements, solving partial differential equations (PDEs) using the finite element method (FEM). So far, GReS has used an elastic, linear constitutive law. This thesis introduces a nonlinear constitutive law, Drucker-Prager, a pressure-dependent plasticity model, to describe material behavior under variable stress conditions.

GReS (Geomechanical REservoir Simulator) è un simulatore geomeccanico che modella fenomeni del sottosuolo, come la risposta all'iniezione e/o estrazione di fluidi. Utilizza leggi costitutive che collegano deformazioni e tensioni per rappresentare il comportamento meccanico dei materiali e permette l’interazione tra fenomeni fisici in un ambiente flessibile. Sviluppato presso l’Università di Padova da Andrea Franceschini e Daniele Moretto sotto la guida del professor Massimiliano Ferronato, GReS è scritto in MATLAB per offrire uno strumento di facile utilizzo e comprensione. Il software calcola spostamenti, deformazioni e tensioni in un mezzo continuo, discretizzato in elementi poligonali, risolvendo equazioni alle derivate parziali (PDE) con il metodo degli elementi finiti (FEM). Finora, GReS ha utilizzato una legge costitutiva elastica e lineare. Questa tesi introduce una legge costitutiva non lineare, la Drucker-Prager, un modello di plasticità dipendente dalla pressione, per descrivere il comportamento dei materiali sotto sollecitazioni variabili.