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从各向同性非均匀介质中弹性波波动方程出发，导出了在弱不均匀条件下，频率－波数域衍射场方程，给出了格林函数解析解。在电磁波地球物理层析成像数据合成的基础上，用类“体电流法”，将解析解线性化，得到未作Ｂｏｒｎ近似或Ｒｙｔｏｖ近似的衍射场数值解，便于计算合成数据。采用迭代法进行反演，每步迭代中，采用等比Ｎｅｕｍａｎｎ级数解；反问题用ＳＶＤ法求解，探讨了阻尼因子的取法。数值模型试验表明，这种算法是有效和成 相似文献
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本文提出了海洋沉积物垂直地震剖面（VSP）的数值模拟，在多孔弹性水平层状介质中，用垂直入射波计算所得的理论地震记录包括有用毕奥理论预测的频散和衰减效应，根据毕奥理论激发出快纵波和慢纵波而且在界面上存在波型转换，由于在整个慢纵波传播过程中存在能量损失机制，所以在反射和透射系数的计算中，我们考虑了这种效应，最后，我们探讨了从合成地震记录资料中求取孔隙度和渗透率的谱比率法，根据弱框架近似法，求出了速度和单位衰减的解析表达式，一旦计算出与频率有关的速度和单位衰减，就可以用提供的弱框架近似法计算出海洋沉积物的孔隙度和渗透率，关于合成模拟的谱比率计算表明；与VSP法相联系的毕奥理论能够用用来确定海洋沉积物的孔隙度和渗透率。 相似文献
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一类断层效应反演问题的条件稳定性和数值算法 总被引：2，自引：2，他引：2
徐定华 《华东地质学院学报》2003,26(2):101-103
考虑一类垂直断层效应反演问题，其数学模型是具有解析核的第一类积分方程。因其不适定性，获得它的稳定解非常困难。为获得其数值解，有必要先揭示它的条件稳定性。由积分方程方法、解析延拓方法和积分变换性质，获得了它的条件稳定性。基于条件稳定性设计了一种正则化算法，获得了近似解的误差估计。 相似文献
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根据研究工程、工业废水及生活污水的水环境影响的需要,提出一个平面二维水流-水质有限体积法及黎曼近似解模型。在无结构网格上对偏微分方程进行有限体积的积分离散,把二维问题转化为一系列局部的一维问题进行求解,模型具备有限单元法及有限差分法两者的优点。由于模型采用黎曼近似解计算水量、动量及污染物输运等通量,不仅提高了数值模拟的精度,而且能模拟包括恒定、非恒定或急流、缓流等水流-水质状态。应用若干理想条件下的精确解对模型精度进行了检验,并结合汉江中下游的水质问题验证了模型的实际应用能力。模型计算结果与精确解拟合极好,与汉江中下游实测的污染分布带也相当吻合,为中线南水北调对汉江中下游水质的影响评价提供了依据。 相似文献
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本文建立了一种求解地下水中污染质运移方程的有限体积法。通过定义一种三角形控制体并求控制方程的应变量在它上面的平均值,这种格式就将有限元法处理复杂几何内蕴的灵活性和有限差法的简洁性结合起来。用高密迎风格式对平流项进行了离散。这种方法以“单调插值”原理为基础保证单调性,以保护格式的性质,它也以相邻控制体界面上局部黎曼问题的精确解为基础。这样,对所有单元peclet数都完全避免了数值振荡。在对弥散通量离散化的同时,得到了一种局部一阶。整体二阶精度的近似解与普通的迎风格式相对比,当遇到浓度尖锋时会产生少量的数值粘滞性.一些数值检验表明它与解析解很一致。本文求解了一个含有非平衡反应项的假想问题,来说明所提出的求解地下水运移方程方法的适用性。 相似文献
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考虑岩体裂隙渗流变水温影响,推导单裂隙变水温水流近似解析解和有限元解,在此基础上分别建立裂隙二维网络变水温渗流数值求解方程,分别对应裂隙网络变水温渗流分析的近似解析法和子结构法。分析变温水流运动规律发现：（1）单裂隙内水流水头与水力坡降成非线性关系,当水流由高温区向低温区流动时,水头分布曲线为凸曲线,此时按线性渗流简化水头整体偏小;当由低温区向高温区流动时,水头分布曲线为凹曲线,此时按线性渗流简化水头整体偏大。（2）单裂隙内,高水温处水力坡降小,低水温处水力坡降大;裂隙平均水温越高,流速越快;裂隙网络内存在与裂隙宽度相似的温度偏流效应,即交叉节点水流有偏向水流温度高的裂隙流动的趋势。在温度较高和温度梯度较大的区域,应该考虑水流温度变化对渗流场的影响。 相似文献
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从各向同性非均匀介质中弹性波波动方程出发，导出了在弱不均匀条件下，频率－波数域衍射场方程，给出了格林函数解析解。在电磁波地球物理层析成像数据合成的基础上，用类“体电流法（ＶＣＭ）”，将解析解线性化，得到未作Ｂｏｒｎ近似或Ｒｙｔｏｖ近似的衍射场数值解，便于计算合成数据。采用迭代法进行反演，每步迭代中，采用等比Ｎｅｕｍａｎｎ级数解；反问题用ＳＶＤ法求解，探讨了阻尼因子的取法。数值模型试验表明，这种算法是有效和成功的，成像的分辨率较高，对介质的均匀性要求有所降低，为实际应用创造了进一步条件。 相似文献
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通过对比修正惯用法的解析解、ANSYS数值模拟解和ANSYS梁-弹簧模型法数值模拟解,结合东莞至惠州城际轨道交通工程DK97+898.238~DK100+897段管片内力现场实测结果,深入探讨各计算方法的合理性和准确性,并得出以下结论:修正惯用法解析解管片内力及配筋最大,修正惯用法数值解次之,梁-弹簧法数值解与现场实测反算值最小。修正惯用法解析解偏保守,容易造成设计配筋过大和浪费;建模较为复杂的梁-弹簧法及现场实测可反馈设计,其结果表明,修正惯用法数值模拟结果比解析解更接近工程实际,本工程内比解析法可节省配筋22.6%左右,且仍有富余量。 相似文献
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冰湖溃决洪水的二维水动力学数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
为分析冰湖溃决洪水过程,建立了一个二维非恒定流数值模型,可以定量的开展冰湖溃决洪水预测.数值模型的基本控制方程采用二维浅水水流方程,数值方法采用可以捕捉激波的WAF TVD二阶精度格式,并用非界面追踪的方法处理干湿边界.通过理想情况下一维解析解的验证和二维复杂地形情况的数值试验,证明数值模型具有较好的精度和可靠性,并且可以适应复杂地形.将数值模型应用于一个典型的冰湖溃决事件,定量地预估了该冰湖溃决洪水过程,结果表明:水流流速很高,床面剪切应力很大,可能诱发活跃的泥沙运动,形成泥石流灾害. 相似文献
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层流—紊流共存流场中岩溶裂隙网络演化过程的数值模拟方法 总被引：2，自引：2，他引：0
研究岩溶水系统的演化过程对许多资源与环境问题有着重要意义。岩溶地区水资源、油气资源的预测与开发、水土流失成因及防治等课题都与此密切相关。岩溶管道是地下水对裂隙的逐渐溶蚀扩展形成的,岩溶演化初期,所有裂隙宽度不大,流场整体成层流状态。随着溶蚀的进行,一部分裂隙优先扩大使其中的水流进入紊流状态,而另一部分裂隙中水流仍呈层流状态。文章提出一种数值方法,能够模拟层流-紊流共存流场的岩溶演化过程。利用蒙特卡洛(Monte-Carlo)方法模拟初始裂隙网络,通过非连续介质方法模拟裂隙网络中的渗流。裂隙扩展的速度通过岩石表面溶蚀速度经验公式计算,使用迭代方法求解层流-紊流共存条件下的水头非线性方程。构建了能够利用解析法求解的模型,把数值解和解析解的结果进行对比,验证了本研究的数值法及软件的可行性。 相似文献
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叠加原理在水文地质计算中的应用相当普遍,但一般局限于地下水流模型的解析解,本文扼要介绍了线性定解问题的叠加原理,在此基础上提出了线性离散模型的叠加原理,进而讨论了线性离散模型的叠加原理在地下水流数值模型中的应用一一地下水流数值模型的分解与叠加.模型分解与叠加既可用于解析分析也可用于数值计算;同时不仅可以简化复杂模型的求解问题,更有助于理解地下水变化过程. 相似文献
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本文阐述了布西涅斯克方程的近似解析解,文中假定具有不变的初始条件,并且边界上的测压水头成阶梯函数增加。利用波尔兹曼变换将这祥的一维问题简化为常微分方程问题,并利用精确解的一些基本特性的方法导出这种问题多项式的近似解。这种方法也适用于一维非线性弥散问题。文中表示了与精确解的一些解析性质有关的数值过程。论文中进行了讨论和推断。 相似文献
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降雨诱发的黄土边坡失稳非常普遍。建立黄土边坡渗流场计算模型,基于非饱和土渗流控制方程。采用VG函数和Gardner函数分别描述土-水特征曲线和渗透系数曲线,利用行波约化和级数展开法推导降雨入渗解析解。利用数值反演法将模型试验数据对土-水参数拟合,证明了该解析解的有效性。对比分析试验值与解析解在不同工况下体积含水率分布规律,分析结果表明：边坡试验模型中的浅层测点体积含水率试验值与解析解较为接近,试验值在浸润锋下移的过程中所达到的体积含水率峰值相比解析解较小;边坡试验模型中的深层测点体积含水率试验值与解析解在前期存在一定误差,深层测点体积含水率解析解在初期增长速度相较于试验值较快,主要原因是较深土层浸润锋的滞后性。 相似文献
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基于不同侵蚀模型的高速崩滑碎屑流动力过程模拟分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为实现高速崩滑碎屑流沿程侵蚀动力过程的模拟分析,采用连续理论方法对NomashRiver碎屑流动力过程进行了数值模拟。其中,在连续理论模型中采用3种不同侵蚀速率模型,并采用HLLC近似Riemann解对有限体积数值离散控制体单元的界面通量进行了计算求解。致灾范围及运动时间的计算结果均与实际灾害情况吻合良好,验证了计算模拟的正确有效性,并对最终堆积深度、运动速度和侵蚀区域侵蚀深度进行了分析讨论。结果显示:采用McDougall侵蚀模型得到的最终堆积平均深度和最大深度与实测情况较为接近;每个时刻采用Medina侵蚀模型得到的最大速度值最大,其次是采用McDougall侵蚀模型的结果,最后是采用Pitman侵蚀模型的结果;采用McDougall侵蚀模型得到的侵蚀深度分布较为连续,其最大值8.1m与估测值8m比较接近,采用Medina侵蚀模型和Pitman侵蚀模型得到的侵蚀深度结果则较为分散,其最大值分别为10.9m和8.6m。 相似文献
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软土固结过程中展现出明显的非线性压缩和渗透特性,同时竖井的淤堵效应常导致井阻在固结过程中随深度和时间不断演化,但目前能考虑井阻随时空演化的竖井地基非线性固结解析解还很鲜见。通过引入孔隙比与有效应力及孔隙比与渗透系数间的半对数模型描述了土体的非线性固结特性,建立了能同时考虑井阻随时空变化和涂抹影响的竖井地基非线性固结模型,并采用分离变量法获得了固结模型的解析解。将特定参数下固结解的计算结果与实测数据、已有的竖井地基固结解答进行了对比分析以验证其可靠性。最后,对竖井地基的非线性固结性状开展了大量计算分析。结果表明：竖井渗透系数随深度线性衰减越明显则地基固结速率越慢;外荷载一定时,随着软土压缩指数cc与渗透率指数ck之比的增大,竖井地基固结速度减慢;在cc /ck值不变的情况下,外荷载增加,地基固结速率加快。在涂抹区的3种径向渗透系数变化模式中,抛物线变化模式下的地基固结速度最快,线性变化模式下的地基固结速度次之,恒定模式下的地基固结速度最慢,且这种性状并不因为考虑井阻变化或土体非线性固结特性而发生改变。 相似文献
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本文根据修正特征值法(MMOC)建立了一种综合地下水溶质运移模型,该模型将解运移方程的迦辽金有限元法和解地下水流方程的混合有限单元法(MFE)结合在了一起。承先条件共轭梯度法用于解由MMOC和MFE离散引起的两大稀疏代数方程组。MMOC沿总流量流速场的特征曲线,在水流方向上划分时间步长,机械扩散和弥散项将用一标准有限元来处理。MMOC法的重要特点是沿一近似水流途径时间倒移,而不是象在很多特征方法或移动网格技术中那样时间顺走。MFE法涉及解联立的水头和单位流量方程。通过MFE法获得一阶收敛,同时对比其它标准有限元法,可更精确模拟流速场。MMOC-MFE法总体优点包括在浓度梯度大的情况下模拟最小数值波动或网格取向问题,由于用MFE法模拟流速非常准确,所以大大减少了物质平衡误差。另外,与标准迦辽金有限元法相比,本方法还可以把Courant数大于1的较大的时间步长用于固定空间格子系统中而对精度影响不大。 相似文献
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海岸带地下咸水和淡水之间界面的形态特征以及运移规律是研究海水入侵现象的重要内容。介绍了最近几十年来国内外海岸带咸淡水界面的研究进展,对国内外咸淡水界面的研究现状进行了分析,系统地总结了解析法、数值法和实验方法等在咸淡水界面研究中的应用及取得的相应成果。解析法可以近似简便地确定咸淡水界面的位置与移动规律,数值法在刻画复杂的水文地质条件和人为因素下咸淡水界面的运移规律更为准确,实验方法可以直观地观察界面的形态和移动特点,电导率法能有效地监测咸淡水界面因潮汐作用而引起的微小变动。这些成果丰富和发展了海岸带咸淡水界面理论,对于海岸带地下淡水资源的开发利用和环境保护具有重要的理论意义和实用价值。 相似文献