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1.
基于GIS的地下水流有限差数值模拟参数自动提取研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本文根据地下水流有限差模拟有关参数的空间分布特点,将其划分为点状、线状与面状空间分布参数三种类型。利用GIS的空间分析功能,研究基于GIS的点状、线状与面状空间分布参数自动提取的技术路线。通过点、线、面三者之间空间位置关系的拓扑分析,确定地下水开采井、水位动态监测井、线状与面状水系、模拟区域边界、面状参数分布区与模型空间离散格网之间的空间位置关系。经过矢量数据与栅格数据互相转换,实现地下水流有限差数值模拟有关参数的自动提取。结合地下水流有限差分数值模拟有关参数数据文件的结构,将基于GIS提取的栅格结构数据文件自动转换成模型所需结构的数据文件,达到模型参数数据文件的自动组织与提高地下水流数值模拟的效率目的。 相似文献
2.
地下水流系统理论的提出,推动了现代水文地质学的发展。以Tóth经典地下水流系统理论建立方法为基础,综述了基
于Tóth方法的地下水流系统的模拟成果,分析了Tóth方法得出的水流模式与控制因素的关系,以及地下水流系统理论从概念到
实际应用的发展。同时,对中国地质大学(武汉)提出的地下水流系统通量上边界模拟方法也进行了系统论述,在物理模拟实验与
数值模拟基础上,认为通量上边界分析方法是对Tóth方法的改进与完善,有利于对地下水流系统发育的物理机制理解;该方法能
够更全面认识地下水流系统模式及其转化,定量出各影响因素对地下水流模式的控制关系。最后指出地下水流系统理论是当代
水文地质学的核心概念框架,应该重视地下水流系统理论物理机制和数学模拟方法的研究,加强新技术方法的引入,拓宽其应用
领域的研究等。 相似文献
于Tóth方法的地下水流系统的模拟成果,分析了Tóth方法得出的水流模式与控制因素的关系,以及地下水流系统理论从概念到
实际应用的发展。同时,对中国地质大学(武汉)提出的地下水流系统通量上边界模拟方法也进行了系统论述,在物理模拟实验与
数值模拟基础上,认为通量上边界分析方法是对Tóth方法的改进与完善,有利于对地下水流系统发育的物理机制理解;该方法能
够更全面认识地下水流系统模式及其转化,定量出各影响因素对地下水流模式的控制关系。最后指出地下水流系统理论是当代
水文地质学的核心概念框架,应该重视地下水流系统理论物理机制和数学模拟方法的研究,加强新技术方法的引入,拓宽其应用
领域的研究等。 相似文献
3.
仵彦卿 《地球科学与环境学报》1990,(1)
本文以河南汝河中段河谷浅层地下水系统为例,重点介绍了一种地下水系统最优开采数值模型。该模型是一种地下水流系统水均衡模型和线性规划模型的耦合。水均衡模型采用强隐式有限差分法(SIP)求解,以解决技术函数及地下水流系统势能分布问题;线性规划模型以总开采量最大作为目标函数,以流量及技术函数组成的响应矩阵作为约束条件,用单纯形法求解。该模型能比较快地解决多节点、薄层潜水含水层中地下水最优开采的规划问题,能提供最优开采方案及最优开采量等信息。 相似文献
4.
20世纪60年代初期，Tóth基于定水头上边界条件推导出解析解，得出多级次地下水流系统，是水文地质学里程碑式的突破，成功地解决了一系列理论和实际问题。但Tóth解析解存在的缺陷也长期沿袭:单纯重视数学模拟而忽视物理机制；将地形控制地下水位看成是普适性规律；忽视给定水头上边界数学模拟的失真。这些缺陷，尤其是忽视物理机制探究，不仅妨碍Tóth理论自身发展，而且导致地下水流系统理论尚未被国际水文地质界普遍接受。参照河流动力学中应用的最小能耗率原理，类比提出地下水流最小能耗率的表达式。基于已有的通量上边界地下水流模式数值模拟结果，进一步探究物理机制，归纳得出地下水流系统遵循最小能耗率原理的结论。 相似文献
5.
地下水流系统理论是当代水文地质学的核心概念框架,研究不同控制因素对盆地地下水流系统发育模式的影响具有重要意义。近年来的研究表明利用通量上边界能够更好地揭示盆地不同要素对地下水流系统模式转化的影响。基于通量上边界,采用数值模拟方法,研究稳定流条件下,渗透系数随埋深呈指数衰减的非均质含水层对盆地地下水流系统模式转化的影响。结果表明:随着渗透系数随埋深指数衰减程度的加大,盆地潜水面整体抬升,盆地上部地下水流速增大,水力梯度增大;同时,盆地地下水流系统由复杂的多级次水流系统到单一的局部水流系统,顺向局部水流系统占据的空间消减,而逆向局部水流系统占据的空间增大,流速近似为零的局部滞留区域向左下方移动。 相似文献
6.
根据弹性理论的叠加原理，研究了有限元分析中的单元划分问题。通过有限元结点位移反演边界力系数与理论边界力系数进行比较来判别断裂区单元划分是否合理，应用模拟数据定量分析了二维和三维有限元法的单元划分，为有限元法在地学研究中的实际应用提供参考依据。 相似文献
7.
为防治肥城盆地区域地下水位持续下降，科学管理盆地地下水资源，建立了盆地内岩溶水系统地下水优化管理模型．并采用改进单纯形法求解该模型，取得了较好地效果。首先根据1994年11月1日～1997年7月31日历时33个月盆地内各用水部门岩溶水开采量调查资料、地下水位长观资料等，采用有限单元法建立了盆地岩溶地下水流数值模型；然后在对盆地内2001年水资源开发利用现状及存在问题进行分析的基础上．提出了盆地内岩溶地下水资源的开源节流措施．并指出通过开源节流、加强管理、优化水量分配方案、控制开采、积极外引客水资源等措施．有望控制住盆地内地下水位持续下降。最后采用响应矩阵法耦合地下水流数值模型与优化模型建立了管理模型。在求解方法上．对于因资源不足而无解时，可在形成背景水位时．根据既定的供水优先秩序，对优先级较低的用户分配较少的资源，通过试算的方法求得当前资源约束下的满意解。 相似文献
8.
钟尔杰 《地球科学与环境学报》1992,(3)
本文利用向量和矩阵的运算推导了单元刚度矩阵的几何量表示,分析了受三角形单元和矩形单元几何形状影响的单元刚度矩阵的性质,并将有限元网格与总体刚度矩阵相联系,直接说明了合理剖分区域Ω的基本原则。 相似文献
9.
本文介绍了一种求解地下水流问题的有限分析法,该方法将解析解结合到数值方法中,从而提高了计算精度,改善了稳定性。算例表明,在网格尺寸相同的情况下,有限分析解比有限差分解高一个数量级,与解析解吻合很好。 相似文献
10.
非稳态流体方程是边界层流问题中的一个典型方程,是一个定义在半无限区间上的一维三阶非线性方程,采用有限差分法求解它的数值解.方法是通过将半无限区间上的三阶非线性微分方程转化成有限区间上的二阶微分形式,并构造出相应的有限差分方程来求得数值解.结果表明该方法是有效的. 相似文献
11.
陈家军 《地球科学与环境学报》1989,(1)
本文是边界元法在地下水补给量计算中应用的一次尝试,它成功地把边界元法应用到考虑有垂向补给或排泄的实际水文地质问题中。文中详细地推导了考虑有垂向补给或排泄均质各向同性承压含水层非稳定流边界元法的计算公式,结合长春市八里堡群井开采试验的水位观测资料计算了河流边界的补给量;分析了目前边界元法在水文地质计算中出现的时间积分和面积积分问题,在这两个问题的解决上做了些改进;结合简单水文地质模型给出了边界元法的精确度。 相似文献
12.
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13.
为了求解对流边界层理论中一个非自治微分方程系统,作者采用伽略金有限元方法,此方法是通过将无限区间上的三阶非线性微分方程转化成有限区间上的二阶微分形式,并构造出相应的伽略金有限元方程来求得数值解,该数值解与先前一些作者的结果一致,并且计算效率显高于其它数值方法. 相似文献
14.
Using the finite element method and Cole-Cole model for dual-frequency IP method to research numerical simulation, the authors introduced the fundamental principle of the dual-frequency IP method and the boundary value problem and variational equations, then replaced the complex resistivity of the model with the Cole-Cole model's parameters under ignoring the EM effect. Through solving the last linear equations, electric potentials of all the model's points were obtained. With changing model's parameters, the authors got different curves of the Fs and phases. According to the results of the simulation, the algorithm is proved to be correct and adaptable. 相似文献
15.
To solve the numerical divergence problem of the direct time domain Green function method for the motion simulation of floating bodies with large flare, a time domain hybrid Rankine-Green boundary element method is proposed. In this numerical method, the fluid domain is decomposed by an imaginary control surface, at which the continuous condition should be satisfied. Then the Rankine Green function is adopted in the inner domain. The transient free surface Green function is applied in the outer domain, which is used to find the relationship between the velocity potential and its normal derivative for the inner domain. Besides, the velocity potential at the mean free surface between body surface and control surface is directly solved by the integration scheme. The wave exciting force is computed through the convolution integration with wave elevation, by introducing the impulse response function. Additionally, the nonlinear Froude-Krylov force and hydrostatic force, which is computed under the instantaneous incident wave free surface, are taken into account by the direct pressure integration scheme. The corresponding numerical computer code is developed and first used to compute the hydrodynamic coefficients of the hemisphere, as well as the time history of a ship with large flare; good agreement is obtained with the analytical solutions as well as the available numerical results. Then the hydrodynamic properties of a FPSO are studied. The hydrodynamic coefficients agree well with the results computed by the frequency method; the influence of the time interval and the truncated time is investigated in detail. 相似文献
16.
Robust numerical models that describe the complex behaviors of risers are needed because these constitute dynamically sensitive systems. This paper presents a simple and efficient algorithm for the nonlinear static and dynamic analyses of marine risers. The proposed approach uses the vector form intrinsic finite element (VFIFE) method, which is based on vector mechanics theory and numerical calculation. In this method, the risers are described by a set of particles directly governed by Newton’s second law and are connected by weightless elements that can only resist internal forces. The method does not require the integration of the stiffness matrix, nor does it need iterations to solve the governing equations. Due to these advantages, the method can easily increase or decrease the element and change the boundary conditions, thus representing an innovative concept of solving nonlinear behaviors, such as large deformation and large displacement. To prove the feasibility of the VFIFE method in the analysis of the risers, rigid and flexible risers belonging to two different categories of marine risers, which usually have differences in modeling and solving methods, are employed in the present study. In the analysis, the plane beam element is adopted in the simulation of interaction forces between the particles and the axial force, shear force, and bending moment are also considered. The results are compared with the conventional finite element method (FEM) and those reported in the related literature. The findings revealed that both the rigid and flexible risers could be modeled in a similar unified analysis model and that the VFIFE method is feasible for solving problems related to the complex behaviors of marine risers. 相似文献
17.
目前缺乏针对较强空间特性水文地质计算参数的高效采集方法与管理机制,而且现有孔隙地下水流有限元数值模拟在三维可视化与空间分析等方面仍存在很多不足。因此,本文以有限元数值计算方法和三维地理信息平台为基础,结合GIS空间分析算法和计算机图形学理论,针对孔隙承压地下水有限元分析过程的关键步骤（概念模型构建、空间离散、水文地质参数提取与赋值等）,提出了孔隙地下水有限元数值模拟过程在3D GIS下的实现方法和技术框架。基于水文地质钻孔数据和GTP（Generalized Tri-Prism）空间数据模型,以盐城市滨海平原水文地质区为研究区域,实现了地下水系统空间结构特征的三维表达,同时与地下水流有限元数值模型相耦合,提出了3D GIS模型与地下水非稳定流有限元数值模型耦合的核心处理算法,并在此基础上开发了3D GIS地下水流数值模拟系统。应用实例表明,该技术框架可有效简化有限元分析流程、优化模型计算效率、实现地下水有限元数值模拟过程及计算结果的三维可视化。 相似文献
18.
用边界元法计算吸气罩流场，将流场计算区域分为两子区域，分别推导出各子区域边界积分方程，利用边界元法进行联合求解。 相似文献
19.
渗流域内应用拉普拉斯变换(LT)建立相应的有限分析(FAM)方程,顾及渗流域内地下水流的初始条件和边界条件,可在LT空间构成一个封闭的以水头像函数为变量的线性方程组。将此方程组所得的解,通过Stehfest数值反演公式,可归化为时间域的解(水头)。由于时间t被隐含在数值方程内,从而克服了传统数值法按时段(△t)逐步迭代的缺陷,提高了计算效率,也为用嵌入法建立地下水流管理模型提供了一条捷径。 相似文献