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基于Trefftz耦合FTIM的地下水渗流边界侦测复原方法及系统技术方案

技术编号:39963610 阅读:22 留言:0更新日期:2024-01-09 00:14
本发明专利技术涉及一种基于Trefftz耦合FTIM的地下水渗流边界侦测复原方法及系统,该方法包括:基于地下水含水层特性,建立地下水渗流控制方程,求解满足控制方程的Trefftz基底函数及近似解,并采用极坐标系,将地下水渗流边界侦测问题的已知边界离散并对计算域布点;令离散所得已知边界点满足控制方程和相应的已知边界值,将已知边界点的点位信息和边界值代入近似解,求解待定系数矩阵;对于地下水渗流边界进行边界侦测,假设未知位置边界点与源点距离的初始猜值,采用猜值代入近似解,建立非线性方程式;采用拟时间积分法FTIM求解非线性方程式;当计算结果达到收敛条件时,侦测复原未知边界位置。该方法及系统有利于精确且高效地侦测出地下水渗流边界位置并进行复原。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地下水监测,具体涉及一种基于trefftz耦合ftim的地下水渗流边界侦测复原方法及系统。


技术介绍

1、水不仅在人类生存和发展中起到无可或缺的作用,更是关键的动力资源,随着我国城市建设的发展,以及地下空间的各类用途被发掘与应用,使得开挖深度和规模正越来越大,这就带来了一定的地下水的问题。地下水水位的整体能够对水文地质因素进行综合反映,不但可以体现地下水补给、扩散、消散等的不规律变化进程,更是可判别是否出现地下水环境问题以及其重要程度的主要指标。

2、尤其在地下水丰富的地区进行工程开挖时,地下水位的升降变化会对各类工程产生一定危害。水位低落大部分是因为人的行为而导致,好比地下水抽取量不加限制或者是有水库在水域上游地区建立等,都多少会带来不同程度的地下水水位降低。此外,地下水在扩散运动时产生的水压力,自然状态下所构成的威胁不大,但是在施工过程中,可能会在程度和方式上加强地下水的动力的影响。一旦压力超出了承载体的接受范围后就可能会对相应的区域、沿途系列工程形成一定的危害,甚至是建筑物的坍塌,岩土的沉降等。近年来,因为地下水开采以及管理本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于Trefftz耦合FTIM的地下水渗流边界侦测复原方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于Trefftz耦合FTIM的地下水渗流边界侦测复原方法,其特征在于,所述步骤S1中,地下水含水层包括潜水含水层和承压含水层,地下水含水层中流量处于稳定状态,忽略垂直流动的阻力,仅考虑水平流动的阻力,土壤导水系数T为常数;土层为均质等向土壤,在地下水含水层内任一点透水系数相等,则该区域的地下水渗流控制方程如下:

3.根据权利要求2所述的基于Trefftz耦合FTIM的地下水渗流边界侦测复原方法,其特征在于,所述步骤S1中,采用分离变量法求解出满...

【技术特征摘要】

1.一种基于trefftz耦合ftim的地下水渗流边界侦测复原方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于trefftz耦合ftim的地下水渗流边界侦测复原方法,其特征在于,所述步骤s1中,地下水含水层包括潜水含水层和承压含水层,地下水含水层中流量处于稳定状态,忽略垂直流动的阻力,仅考虑水平流动的阻力,土壤导水系数t为常数;土层为均质等向土壤,在地下水含水层内任一点透水系数相等,则该区域的地下水渗流控制方程如下:

3.根据权利要求2所述的基于trefftz耦合ftim的地下水渗流边界侦测复原方法,其特征在于,所述步骤s1中,采用分离变量法求解出满足地下水渗流控制方程的trefftz法基底函数,并通过基底函数的线性叠加组合得到满足计算域的控制方程近似解;通过级数表达式表示,在第一类边界条件下,近似解的级数表达式表示为在第二类边界条件下,近似解的级数表达式表示为其中ψj表示满足第一类边界条件的trefftz法基底函数,表示满足第二类边界条件的trefftz法基底函数,对于处理同一个问题时表示待定系数。

4.根据权利要求3所述的基于trefftz耦合ftim的地下水渗流边界侦测复原方法,其特征在于,所述步骤s1中,将控制方程转化入极坐标系下,表达式如下:

5.根据权利要求4所述的基于trefftz耦合ftim的地下水渗流边界侦测复原方法,其特征在于,所述步骤s1中,对地下水渗流边界侦测问题中的计算域进行布点,将ni个点配置在计算域内部,用于计算计算域内部物理量,计算域内计算节点与源点距离为r,节点表征的物理量h满足拉普拉斯...

【专利技术属性】
技术研发人员:苏燕杨凌鋆黄斌陈志龙叶睿超谢秀栋林川赖晓鹤
申请(专利权)人:福州大学
类型:发明
国别省市:

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