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CD-adapco in der Erdoel & -gasindustrie Dr. Dennis Nagy VP, Geschaeftsentwicklung VP, Geschaeftsentwicklung STAR Deutschland Konferenz Berlin, 9. November 2009

CD-adapco in der Erdoel & -gasindustrie · PDF fileAgenda Beispiele von 3-D Stroemungs- und Thermalberechnungen in der Erdoel und - gasindustrie Auf Englisch: Brief Introduction to

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CD-adapco in der Erdoel & -gasindustrieDr. Dennis Nagy

VP, GeschaeftsentwicklungVP, GeschaeftsentwicklungSTAR Deutschland Konferenz

Berlin, 9. November 2009

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Agenda

Beispiele von 3-D Stroemungs- und Thermalberechnungen in der Erdoel und -

gasindustrie

Auf Englisch: Brief Introduction to OLGA and the SPT Group (Iris Andersen)

Die Vorteile von “Multi-Fidelity” Berechnungen:“The STAR OLGA Link”The STAR-OLGA Link

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Examples of 3-D Flow and Thermal Simulation

• Offshore/Marine applications: Wave slamming, sloshing, VIV, offshore oil rig lifeboat launching

• Downhole drilling simulation• Gas-liquid flow in long pipelines• Stratified gas-liquid flow• Slug flow• Particle flow• Circumferential cooling in transport of viscous oil• Bubbly flow around pipe bendsy p p

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Offshore Oil Rig: Lifeboat Launching

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Drill-Bit Simulations

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3-D Multiphase Flow in Long Subsea Pipe Segment

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Riser section of long pipeline

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TMF - Slug Flow Benchmark: Slug Origination and Growthg g

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Multiphase Flow in Pipe Bends

Large bubbles

Medium bubbles

Small bubbles

Liquid

4-phase model p ase odefor more accuracy

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Discrete Element Modeling (DEM):Particle Transport in Pipesp p

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Effects of cooling in transportation of viscous oil

• When heavy/viscous oil is cooled along the pipe, we expect density and viscosity to increase as temperature dropsdensity and viscosity to increase as temperature drops.

• 3D simulation is used to capture the cross-sectional effects.

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Effects of cooling in transportation of viscous oil

• Temperature, density and viscosity after 200m

Viscosity

Temperature

Viscosity

Density

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Pressure drop along pipe

I thIsothermal

With cooling

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Some Further Examples of 3D Flow/Thermal Simulation…

Pig InsertionSlug Catcher

Pig Insertion

Top-side Separatorp p

Pi J ti fl i di ti2 mChristmas

Your CAE Partner for Success 14

Pipe Junction: flow regime disruptionmChristmas Tree

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Eine Kundenauswahl: Erdoel u. -gasindustrie

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Multi-Fidelity Simulation Effort

Higher fidelity (= more detailed insight) requires increasing computational time (wall-clock)

ulat

ion

Improved 3-D CFD with 3 D CFD

ail o

f Sim

u

1-D Steady-St t

1-D Transient (e.g., OLGA)

CFD with STAR & HPC

3-D CFD

delit

y/de

ta

Piping Network

Dynamics (e.g., HYSIS)

State Multiphase Flow (e.g., PIPEFLO

Fid

0.1 1 10 100 1,000 10,000

(e.g., HYSIS)

Computational Time (wall-clock)

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The Importance of Using the Right Numerical Tools

• To be effective, simulations must be Fast enough to provide answers within the design timeframe– Fast enough to provide answers within the design timeframe

– Accurate enough to provide sufficiently insightful answers for better design decisions

• Choice and use of a judicious mix of tools for Multi-Fidelity Simulation to meet these effectiveness requirements, e.g.

1-D simulations (OLGA) for long pipeline systems– 1-D simulations (OLGA) for long pipeline systems– 3-D simulations (STAR) for equipment, transition regions– A user-friendly computing environment for activating the right mix

of tools for the situation being examined: co-simulation

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Brief Introduction to OLGA and the SPT Group Iris AndersenIris Andersen,

OLGA Product Manager, SPT Group, Kjellor, Norway