当前位置:主页 > 科技论文 > 地质论文 >

大区域含水层中局部复杂水流过程的多尺度模拟

发布时间:2018-10-08 13:26
【摘要】:精细刻画带有小尺度特征的局部复杂水流运动过程,是大区域地下水流运动数值模拟的重要议题。本文建立了一种能进行多时空尺度数值离散的三维地下水流运动耦合模型,用以获取全区域大尺度解及多子域小尺度高精度解。模型采用基于达西定律的三维水头插值算法,以实现多空间尺度模型耦合;同时,针对局部复杂水流条件,进行小尺度模型边界水头二阶时间曲线拟合及自适应时间步长插值,以实现多时间尺度模型耦合;此外,在局部问题的求解上支持任意边界形状及空间范围内的多个自由加密子网格离散,从而充分节省计算成本并保证计算精度。本文以通用地下水模型求解软件MODFLOW在高密度时空网格上的解作为参照解,对比分析了模型在多时空尺度、非匹配自由网格问题中的求解精度。相比传统局部加密或全局加密模型方法,本文模型能大幅度减小矩阵规模和求解工作量;相比传统局部加密多网格耦合模型,本文模型能更精确地刻画局部尺度的复杂水流运动过程。本文模型耦合方案可作为大区域含水层中精细刻画小尺度复杂水流过程的高效数值工具。
[Abstract]:It is an important issue in numerical simulation of large area groundwater flow to depict the local complex flow process with small scale characteristics. In this paper, a three-dimensional coupled model of groundwater flow is established, which can be discretized numerically in multiple time and space scales. The model is used to obtain the large scale solution in the whole region and the high accuracy solution in small scale in multiple subdomains. The model adopts the Darcy's law based 3D water head interpolation algorithm to realize the multi-scale model coupling, at the same time, according to the local complex flow condition, the second order time curve fitting and the adaptive time step interpolation of the small scale model boundary water head are carried out. In order to realize the multi-time scale model coupling, in addition, the local problem can be solved by discretization of several free encryption subgrids in arbitrary boundary shape and space range, thus fully saving computation cost and guaranteeing calculation accuracy. In this paper, the solution of the general groundwater model solution software MODFLOW on high density space-time grid is used as the reference solution, and the accuracy of the model in multi-space-time scale, non-matching free grid problem is compared and analyzed. Compared with the traditional local encryption or global encryption model, this model can greatly reduce the matrix size and solve the workload, compared with the traditional local encryption multi-grid coupling model, The model in this paper can more accurately describe the local scale of complex flow processes. The model coupling scheme in this paper can be used as an efficient numerical tool for the fine characterization of small-scale complex flow processes in large regional aquifers.
【作者单位】: 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金项目(51479143) 内蒙古自治区水利科技计划项目([2014]117-02)
【分类号】:P641

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 骆祖江,陈艺南,付延玲;水 气二相渗流耦合模型全隐式联立求解[J];煤田地质与勘探;2001年06期

2 徐浩;王庆飞;杨立强;高帮飞;;成矿多过程耦合模型数值模拟研究态势[J];矿产与地质;2006年Z1期

3 严其芳;王卫光;王志平;张蔚;;小波网络耦合模型在地下水位动态预测中的应用[J];水电能源科学;2012年05期

4 黄勇;周志芳;;基于区域分解算法的地下水耦合模型及其应用[J];工程地质学报;2007年01期

5 李宁,陈波,党发宁;裂隙岩体介质温度、渗流、变形耦合模型与有限元解析[J];自然科学进展;2000年08期

6 黄勇;陈静;;岩体裂隙介质各向异性耦合模型研究[J];河海大学学报(自然科学版);2009年02期

7 林孝松;刘书军;许江;;采用灰色-马尔可夫耦合模型预测古树屋边坡变形[J];路基工程;2012年01期

8 朱珍德,胡定;渗流损伤耦合模型在三峡工程中的初步应用[J];武汉水利电力大学(宜昌)学报;1999年01期

9 陈崇希;胡立堂;;渗流-管流耦合模型及其应用综述[J];水文地质工程地质;2008年03期

10 李同斌,,林山杉;柳沟灌区水盐动态预测的研究[J];长春地质学院学报;1994年03期

相关会议论文 前2条

1 程知言;裘慰伦;高志勇;霍明宇;;多冷源冻结温度、应力、水分场耦合模型研究[A];地球科学与社会可持续发展——2005年华东六省一市地学科技论坛论文集[C];2005年

2 康健;赵阳升;董晓梅;;岩体介质的随机固流热耦合模型[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

相关硕士学位论文 前1条

1 李析男;基于地表—地下水动态变化的水文耦合模型应用研究[D];郑州大学;2011年



本文编号:2256921

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/diqiudizhi/2256921.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户05850***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com