PetraSim ist die grafische Benutzeroberfläche für die TOUGH2-Familie von Simulatoren. Entwickelt am Lawrence Berkeley National Laboratory, sind TOUGH2 und seine Derivate bekannt für ihre leistungsstarken Simulationsfähigkeiten für Flüssigkeitsströmung und Wärmetransport in porösen und geklüfteten Medien. Die TOUGH2-Codes wurden auf Probleme angewendet, die von der Grundwasserströmung am Yucca Mountain bis zur multikomponentigen Umweltremediation reichen. PetraSim macht die Leistungsfähigkeit von TOUGH2 für Modellierer zugänglich durch eine interaktive 3D-Umgebung, die die Netzgenerierung, Parameterdefinition und Anzeige der Ergebnisse umfasst. PetraSim senkt die Hürden für die Nutzung von TOUGH2 erheblich, indem es dem Analysten ermöglicht, sich auf das Modell zu konzentrieren, während es automatisch die komplexen Details der TOUGH2-Eingabe- und Ausgabedateien handhabt. PetraSim umfasst TOUGH2 (Version 2), T2VOC, TMVOC und TOUGHREACT (Version 1.2) ausführbare Dateien. TOUGH Version 2.1 und TOUGHREACT v2.0 werden unterstützt und können gegen eine zusätzliche Gebühr erworben werden. HydrateResSim wird ebenfalls unterstützt und muss von NETL für die Verwendung mit PetraSim erworben werden. PetraSim bietet auch eingeschränkte Unterstützung für TOUGHREACT v3.3 und TOUGHREACT-Pitzer. Die mit PetraSim gepackten TOUGH2 (Version 2) ausführbaren Dateien enthalten Änderungen am TOUGH2-Quellcode, die nur mit PetraSim verfügbar sind. Dazu gehört die Ausgabe von CSV-Dateien (die zur Ergebnisvisualisierung innerhalb der Benutzeroberfläche verwendet werden) und eine Reihe von Änderungen, die zur Verbesserung von Geothermalmodellen entwickelt wurden. Diese sind in diesem Papier detailliert beschrieben und umfassen (aber sind nicht beschränkt auf) Folgendes: - Angabe der Startzeit für einen Brunnen bei Lieferfähigkeit. Dies vermeidet die Notwendigkeit mehrerer Neustarts bei der Modellierung einer Reihe von Make-up-Brunnen in der geothermischen Produktionsprognose im Feldmaßstab. - Angabe des Produktivitätsindex (PI) und der Fließdrücke für jede Schicht eines Brunnens bei Lieferfähigkeit. - IAPWS-IF97-Korrelationen für reines Wasser, die zu den Standard-TOUGH2-EOSs hinzugefügt wurden. Diese erweitern die Verwendung von TOUGH2 auf nahezu kritische Bedingungen (T>350°C) und auf geothermische geopressurierte Bedingungen (P>1000 bara). - IAPWS 2008 Viskositätsformulierung für reines Wasser und Dampf, die zu den Standard-TOUGH2-EOSs hinzugefügt wurde. - Gruppierung von Quellen-/Senkenzellen unter Verwendung von Quellen-/Senkennamen. Dies ermöglicht es, die Produktion korrekt zuzuweisen, wenn mehrere Brunnen dieselbe Zelle durchqueren. - Schreiben der SAVE-Datei zu bestimmten Zeitschritten. - Zusätzliche Ergebnisausgabe in der GOFT-Datei für EOS2 und EWASG. - Neue Kapillardruck- und Enthalpieoptionen in EOS2 und EWASG. - Verbesserte Konvergenz während des Phasenwechsels in EOS2. Anwendungen für PetraSim und die von ihm unterstützten Simulatoren umfassen: - Gekoppelte Prozessmodellierung (thermisch, hydrologisch, chemisch, mechanisch, biologisch) - Kohlenstoffsequestrierung und andere Arten der Injektion - Methanhydrat-Dissociation und -Rückgewinnung - Leistungsbewertung von nuklearen Abfalllagern - Geothermische Reservoirstudien - Hydrologie der ungesättigten Zone - Schicksal und Transport von flüchtigen organischen Verbindungen - Entwurf und Analyse von Labor- und Feldexperimenten