基于渗流边界和运动微分方程条件的渗流求解方法技术

本发明专利技术提供一种基于渗流边界和运动微分方程条件的渗流求解方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1. 对研究对象的宏观几何特征进行准确测量，并建立相对应的几何特征描述方程；步骤2. 研究研究对象的渗流系数分布特征，建立研究对象在研究区域的渗流系数分布方程；步骤3. 研究研究对象的边界条件流量、水头特征，并建立相对应的边界条件流量、水头的表示方程；步骤4. 选取水头的表示方程，使其满足相对应的运动微分方程、流量和水头的边界条件方程，并求解相对应的各常系数。该方法的提出将对大坝、边坡、路基、隧道、巷道、涵洞等各种营建构筑物和自然体的渗流运动研究和应用具有推动作用。

Seepage solution method based on seepage boundary and differential equation of motion

The invention provides a condition of seepage boundary and the differential equations of motion based on the percolation method, characterized by comprising the following steps: macro geometry to the study of the 1. steps of accurate measurement, and establish corresponding geometric feature description equation; seepage coefficient distribution characteristics of the research object of step 2. research, establish research object distribution equation in the seepage coefficient of the study area; boundary conditions of flow and head characteristics of the study object in step 3. research, said the equation and boundary conditions are established, the corresponding flow head; step 4. selection equation head, which can meet the corresponding differential equations of motion, flow and head boundary condition equations and, for each corresponding constant coefficient. The proposed method will promote the study and application of the seepage movement of the dam, slope, subgrade, tunnel, tunnel, culvert and other construction structures and natural bodies.

【技术实现步骤摘要】
基于渗流边界和运动微分方程条件的渗流求解方法
本专利技术属于渗流、土木工程和地质工程等与渗流和变形相关的
，具体涉及一种基于渗流边界和运动微分方程条件的渗流求解方法。技术背景现行渗流求解往往建立在有限单元等数值计算方法上，有限单元法采用的是以点代面(注：对于二维问题)或以点代体(注：对于三维问题))，因而不同大小的单元，其计算结果并不相同；再则，数值计算时采用的是用线性方法求解非线性问题，当然不同的收敛标准其结果也是不一样的。但是，对于一个形状固定的承压水和潜水研究对象，其流态应该是确定的，目前缺乏对其进行渗流求解的方法。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于渗流边界和运动微分方程条件的渗流求解方法，该方法基于一个形状固定的研究对象，其对应的流态也应是确定的事实，在假设水头满足运动微分方程和流量、水头的边界条件方程下，获得相对应的流量、水头理论解。这种方法将对现行渗流求解方法向前推进一大步。本专利技术为了实现上述目的，采用了以下方案：本专利技术提供一种基于渗流边界和运动微分方程条件的渗流求解方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.对研究对象的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于渗流边界和运动微分方程条件的渗流求解方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.对研究对象的宏观几何特征进行准确测量，并建立相对应的几何特征描述方程；步骤2.研究所述研究对象的渗流系数分布特征，建立所述研究对象在研究区域的渗流系数分布方程；步骤3.研究所述研究对象的边界条件流量、水头特征，并建立相对应的边界条件流量、水头的表示方程；步骤4.选取水头的表示方程，使其满足相对应的运动微分方程、流量和水头的边界条件方程，并求解相对应的各常系数。

【技术特征摘要】
1.一种基于渗流边界和运动微分方程条件的渗流求解方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.对研究对象的宏观几何特征进行准确测量，并建立相对应的几何特征描述方程；步骤2.研究所述研究对象的渗流系数分布特征，建立所述研究对象在研究区域的渗流系数分布方程；步骤3.研究所述研究对象的边界条件流量、水头特征，并建立相对应的边界条件流量、水头的表示方程；步骤4.选取水头的表示方程，使其满足相对应的运动微分方程、流量和水头的边界条件方程，并求解相对应的各常系数。2.根据权利要求1所述的基于渗流边界和运动微分方程条件的渗流求解方法，其特征在于：在所述步骤1中，在所述研究对象的边界为直线的情况下，该边界的几何特征描述方程为直线方程；在所述研究对象的边界为曲线的情况下，该边界的几何特征描述方程为曲线方程。3.根据权利要求1所述的基于渗流边界和运动微分方程条件的渗流求解方法，其特征在于：在所述步骤3中，边界条件流量、水头表达式为：(I)第一类边界条件：如果在某一部分边界S1上，各点在每一时刻的水头都是已知的，这部分边界称为第一类边界，相应的边界条件表示为：式中，H：水头，已知函数，x,y,z：坐标，t：时间；(II)第二类边界条件：当知道某一部分边界S2单位面积上流入的流量q1时，这部分边界称为第二类边界，相应的边界条件表示为：式中，n为边界S2的外法线方向，q1为已知函数，表示S2的侧向补给量，K为渗透系数；(III)第三类边界条件：某边界上H和的线性组合是已知的，这部分边界称为第三类边界，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢应发，刘德富，王鹏，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42