三维随机水质的Galerkin有限元法及应用

发布时间：2017-04-06 09:00

  本文关键词：三维随机水质的Galerkin有限元法及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水是人类赖以生存的重要资源,地下水是水资源的重要组成部分,在工农业生产及生活用水中占据了很大比例。随着人们对地下水资源的开采和使用,许多问题日益突出,如地面下降、地下水污染等。其中,含氮污染物作为地下水污染的重要污染源,对水资源战略储备构成了重大影响,引起了社会普遍关注。因此,对地下水的质和量进行科学评价和管理,合理、经济的开发地下水具有重大意义。本文以三维随机水质为研究对象,对地下水中“三氮”污染物迁移转化规律进行研究。首先,建立一般三维水头模型和水质模型,并用Galerkin有限元法进行离散求解;其次,结合一般三维水头模型和水质模型中的部分参数的随机性建立相应的参数随机模型,并用蒙特卡罗法进行随机模拟,统计解的均值;最后,以沈阳李官堡水源地作为研究区域,建立研究区地下水三维水头模型和水质模型,将渗透系数和降雨强度作为随机变量,用蒙特卡罗随机有限元法对模型进行求解,得到研究区的地下水流场分布和“三氮”迁移转化规律。本文实际计算过程中,将三维模型转化为拟三维模型进行求解,结合蒙特卡罗随机有限元法对模型进行求解,能够对参数的不确定性进行合理描述,直观、精确、有效的获得问题的统计结果,为地下水开采和“三氮”污染治理提供有效的参考信息。本次研究依托于导师的在研项目:基于三维随机模拟的傍河型水源地污染物迁移转化规律研究。
【关键词】：三维水质模型 Galerkin 有限元 蒙特卡罗法 随机模拟
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O241.82
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-10
• 1.1 课题的研究背景及意义7
• 1.2 课题研究现状7-8
• 1.3 本文主要工作8-10
• 第二章 预备知识10-12
• 2.1 地下水与地表水之间的水力关系10
• 2.2 “三氮”的迁移转化路径10-12
• 第三章 三维水头模型的建立及求解12-18
• 3.1 三维水头模型12-14
• 3.1.1 区域剖分12
• 3.1.2 试探空间与检验空间12-13
• 3.1.3 使用Galerkin有限元法求解水头方程13-14
• 3.2 拟三维水头模型的建立及求解14-18
• 3.2.1 二维区域剖分15-16
• 3.2.2 构造试探函数空间和检验函数空间16
• 3.2.3 二维水头方程的Galerkin有限元求解格式16-18
• 第四章 “三氮”迁移转化模型的建立及求解18-21
• 4.1 “三氮”迁移转化概念模型的建立18
• 4.2 “三氮”迁移转化数学模型的建立18-19
• 4.3 三维“三氮”模型的建立19
• 4.4 二维“三氮”模型的建立及求解19-21
• 第五章 参数随机模拟21-26
• 5.1 水文地质参数的不确定性21
• 5.2 蒙特卡罗法21-22
• 5.3 蒙特卡罗随机有限元法22-26
• 5.3.1 操作步骤23
• 5.3.2 蒙特卡罗随机有限元法算例23-26
• 第六章 实例研究26-40
• 6.1 研究区水文地质模型的建立26-29
• 6.1.1 研究区位置介绍26
• 6.1.2 研究区含水层系统结构概化26-27
• 6.1.3 水动力条件的概化27
• 6.1.4 条件边界的概化27-28
• 6.1.5 源汇项的概化28-29
• 6.2 地下水随机模型中参数随机处理29
• 6.3 水文地质参数分区29-32
• 6.4 研究区水头模拟32-34
• 6.5 研究区“三氮”浓度模拟34-40
• 6.5.1 氨氮35-36
• 6.5.2 硝酸盐氮36-38
• 6.5.3 亚硝酸盐氮38-40
• 第七章 结论40-41
• 致谢41-42
• 参考文献42-44
• 作者简介44
• 攻读硕士学位期间研究成果44

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  本文关键词：三维随机水质的Galerkin有限元法及应用，，由笔耕文化传播整理发布。

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