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自启动负压排水方法是一种新兴的间歇性波动排水方法,为对该方法的实现机理进行理论研究,建立了可供解析研究的负压排水模型。先引入狄拉克函数表述负压排水模型中点汇的数理特性,并对此模型推求出潜水剖面二维流运动方程及潜水面边界条件;再使用二维傅里叶正逆变换求解负压排水模型的定解问题,得到负压排水渗流场解析解。设置两种工况分别计算了自启动负压排水方法下数值模拟和理论解得到的边坡浸润线曲线,并进行了对比分析。结果表明：在不同排水孔位置工况的3组条件中,排水孔位置越深,理论解误差越大,其中排水孔位置为（24,10）时,靠近排水孔区域理论解与数值模拟结果误差最大;在排水孔位置固定、不同初始水头高度工况的3组条件中,左、右水头越高,理论解误差越大,其中左水头为28 m、右水头为8 m时,理论解与数值模拟结果误差最大。该自启动负压排水渗流场解析解在简化条件下的浸润线理论解与数值模拟结果吻合度较高。 相似文献
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为消除测斜仪传感器因温度变化引起的温度漂移和降低安装误差,在随钻测斜仪的姿态数学模型及其产生误差原因分析的基础上,建立了基于最小二乘法的多项式拟合以及约束条件下多变量函数寻最优解的测斜仪温度漂移误差和安装误差补偿数学模型。通过ADXL345加速度传感器的温度误差补偿及安装误差校正的实验研究,结果表明,补偿后的测斜仪井斜角输出达到了较高的精度,满足了测斜仪的精度要求,表明建立的误差补偿数学模型正确,可应用于随钻测斜仪的误差补偿。 相似文献
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在分析氮物质迁移过程的基础上,借助于土柱物理模型试验装置,试验研究了氮类污染物在土壤中迁移转化规律,得到了NH4+-N、NO3--N在土柱内的时空变化过程。在分析实测资料后,建立了考虑氮的迁移和转化的数学模型。根据实测资料和数学模型的数值解,运用最优化技术率定模型参数,参数验证结果与独立的实测值吻合良好。 相似文献
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为实施黄河水量精细调度，建立符合实际的水量调度数学模型，需要通过水量平衡计算。提供不同区段的水流传播时间和河道径流损耗等水文资料。通过对河道径流损耗量的分析计算，探讨了在水量平衡计算中影响河道径流损耗量的误差源及其对计算结果的影响程度，并提出了对各项误差源的控制措施。 相似文献
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在地球物理勘探过程中,观测数据有限且存在误差,导致反演结果存在非唯一解。为了解决非唯一性问题,笔者研究了交叉梯度数学理论,实现了用交叉梯度约束2D 大地电磁和地震初至波走时的联合反演,并建立了2个模型。通过各自模型实验和不同模型间的对比,证明了交叉梯度联合反演比单独反演修复几何形态和物性参数的效果好,且交叉梯度与岩石物性无关;利用得到的交叉梯度图进一步证明了联合反演模型相似度高,也从交叉绘图中得到联合反演的物性关系更好的结论,反向证明了联合反演的正确性。 相似文献
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采用易于模拟复杂地形起伏和倾斜界面的非结构三角单元剖分网格,并利用对偶加权后验误差估计指导网格自动细化过程,实现了2.5维直流电阻率法自适应有限元数值模拟。在实例模型分析中,分别计算了层状模型和垂直岩脉模型的直流电阻率响应,并与其解析解进行了比较。对比结果表明,该算法所得数值解精度很高,解的相对误差小于0.5%。最后,计算了起伏地形2.5维地电模型视电阻率异常,并利用比较法进行了地形改正。地形改正结果与水平地形时的结果对比表明,比较法可以较好地消除地形影响,突出局部地质体异常。 相似文献
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This paper presents a practical computational approach to quantify the effect of individual observations in estimating the state of a system. Such a methodology can be used for pruning redundant measurements and for designing future sensor networks. The mathematical approach is based on computing the sensitivity of the analyzed model states (unconstrained optimization solution) with respect to the data. The computational cost is dominated by the solution of a linear system, whose matrix is the Hessian of the cost function, and is only available in operator form. The right-hand side is the gradient of a scalar cost function that quantifies the forecast error of the numerical model. The use of adjoint models to obtain the necessary first- and second-order derivatives is discussed. We study various strategies to accelerate the computation, including matrix-free iterative solvers, preconditioners, and an in-house multigrid solver. Experiments are conducted on both a small-size shallow-water equations model and on a large-scale numerical weather prediction model, in order to illustrate the capabilities of the new methodology. 相似文献
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The fate and movement of dissolved substances in soils and groundwater has generated considerable concern for the quality of the subsurface environment. Many analytical solutions for the partial differential equations that describe solute and pollutant movement exist. Numerical solutions are more general, and often more difficult to verify. In order to determine the model error, the examination of the ability of numerical methods compared to analytical methods is strongly recommended. The objective of the study is to make a comparison between numerical and analytical solution models for solute transport equation. In this study, the numerical solution calculated with the WAVE-model is compared with the analytical solution calculated with CXTFTT-model. The study scenarios considered variables such as compartment depth, applied flux at the top and soil dispersivity under steady-state conditions. The simulations depend on 27 solute infiltration scenarios. The solute concentrations were calculated with the WAVE-model and the CXTFIT-model for each scenario. The WAVE-model error was evaluated with three methods: absolute average maximum error, relative average maximum error and relative average area error. The study implied that the WAVE-model error increased with the increase of the compartment depth, decreasing soil dispersivity, and decrease in flux. The study leads to the recommendation to use compartment depth as thin as possible to minimise the WAVE-model error. Furthermore, it is more useful to use several numerical solution models, such as SWMS-2D model, to evaluate and examine the WAVE-model. 相似文献
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上海市地下水可开采量模型计算及预测 总被引：21，自引：2，他引：19
本文利用非稳定准三维水流－－一维沉降耦合数学模型,采用有限元数值解,以上海行政区为计算区域,对１９８１－１９９２年地下水采灌量、水位及土层变形量等实测资料进行数值模拟,利用１９９３－１９９８年实测资料对模型进行检验,表明所确定的数学模型是合理可信的,利用该模型计算了地下水可开采量及地下水流场和地面沉降的预报。 相似文献
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借鉴油气藏数值模拟理论、技术和方法,对单一松软煤层的瓦斯抽采工艺进行了研究分析。根据单一松软煤层特点,提出了单一松软煤层的几何模型技术——单直径球型孔隙模型,在此基础上建立了煤层瓦斯抽采的地质和数理模型,并根据网格差分方法推导出数值解。以实际生产数据对新模型及其数值解进行验证,结果表明该模型可以用于指导单一松软煤层瓦斯抽采工艺的确定。 相似文献
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格点法是在计算流体力学中首先发展起来的数值模拟新方法，共根本思想是对问题重新建模，建立直接模拟流体运动的离散格点模型。本文以一阶拟线性双典型方程及Ｋｄｖ方程为例，推广这种求解一般偏微分方程的。它是运用多尺度分析方法，构造出格点模型的演化方程的局部平衡分布函数。数值试验表明，该方法程序实现简单，求解速度快，数值结果令人满意。 相似文献
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Γ分布函数与S（t）曲线通用算法的研究 总被引：1，自引：1，他引：1
瞬时单位线中Ｓ（ｔ）曲线的计算方法，是工程水文计算研究的难点之一，目前在实际工作中应用的方法都有一定的缺陷。为此对其数学表达式进行了变换，把它归纳为求解Γ分布函数的值，并给出了其通用算法的解析表达式和截断误差估计式。通过实践证明，通用算法的数学模型具有实现算法简便、求解灵活、计算精度高、节省存贮空间、通用性强、收敛速度快、数值稳定性好等优点。 相似文献
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煤层气开采过程中通常采用数值模拟方法进行生产指标预测,其中的数值模型普遍采用三维全隐式差分法求解,模型涉及的参数变量多,求解难度大,计算复杂。根据煤层气的储气特征、吸附特征和解吸机理建立了反映煤层气解吸、扩散及渗流过程的气、水两相流动煤层气羽状水平井三维数学模型,模型考虑了煤层非均质各向异性的影响,运用块中心差分格式,对气、水相偏微分方程进行空间差分和时间差分,采用交替隐式(ADI)法求解,实现了煤层气羽状水平井开发数值模拟计算。交替方向格式可以把二维问题转化成一维问题,对x,y两个方向的迭代矩阵均为三对角矩阵,结构相同,易于编程计算。所建立的差分格式具有计算量小,稳定性好等优点,数值试验的结果表明效果良好。 相似文献
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针对巷道直流电阻率法超前探测的三维数值模拟,应用代数多重网格快速算法对二次场的有限差分问题进行求解。将均匀全空间板状体数值结果与解析解对比,最大误差不超过0.28%。模拟结果表明,巷道空腔对测量结果存在一定影响,采用比值曲线消除该影响,修正后的视电阻率极值与理论值误差为2.4%。进一步研究受旁侧影响的前方异常识别方法,可通过在不同巷道面进行定点源测量或掘进过程中的定点测量来识别旁侧影响,达到准确探测前方异常的目的。 相似文献