一种基于半解析配点法的含水层水力扩散系数求解方法技术

本发明专利技术公开了一种基于半解析配点法的含水层水力扩散系数求解方法，属于地下水渗流分析技术领域，旨在解决现有有限元方法在处理复杂几何时网格划分繁琐、耗时，以及有限差分方法依赖规则网格、难以适应不规则边界等问题。所述方法包括在极坐标系统下构建二维渗流问题的数学模型，在时空坐标系统下通过分离变量法对地下水渗流控制方程求解得到完备基函数，建立时空配点约束体系，形成关于未知系数的线性代数方程组，建立以水力扩散系数为未知参数的目标函数，结合边界条件，构成非线性优化问题的数学表达式；本发明专利技术中，通过Trefftz时空配点法，直接在时空域内进行配点计算，显著简化了计算流程。适用于复杂几何边界问题，扩展了数值模拟的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地下水渗流分析，具体涉及一种基于半解析配点法的含水层水力扩散系数求解方法。

技术介绍

1、含水层水力扩散系数是表征地下水在多孔介质中流动与溶质运移特性的关键参数，其准确求解对地下水动力学研究、地下水资源开发与保护、地下水污染防控等领域具有重要意义。例如，在地下水污染修复工程中，水力扩散系数直接影响污染物扩散范围预测及修复方案设计；在油气田开发中，该参数是优化注采方案、提高采收率的重要依据；在核废料地质处置中，其数值大小直接关系到放射性物质在地下水中的迁移风险评估。因此，高效、准确地求解含水层水力扩散系数是水文地质领域的研究热点与技术难点。

2、含水层水力扩散系数的求解本质上是一类非线性偏微分方程的求解问题，其控制方程通常涉及非线性源汇项、变渗透系数及复杂边界条件，难以通过传统解析方法直接求得解析解。目前，工程与科研领域主要依赖有限元法(fem)、有限差分法(fdm)等传统数值方法进行求解。然而，这些方法在处理非线性问题和复杂几何边界时存在一定局限性，其中，有限元法(fem)需要生成高质量网格，对于复杂几何问题，网格划分过程繁琐且耗本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于半解析配点法的含水层水力扩散系数求解方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的基于半解析配点法的含水层水力扩散系数求解方法，其特征在于：在极坐标系统下构建二维渗流问题的数学模型时，地下水渗流控制方程表示为：

3.如权利要求2所述的基于半解析配点法的含水层水力扩散系数求解方法，其特征在于：通过分离变量法对地下水渗流控制方程求解得到完备基函数，将完备基函数的线性组合得到地下水渗流控制方程通解，如下表示：

4.如权利要求3所述的基于半解析配点法的含水层水力扩散系数求解方法，其特征在于：在边界条件布置配点，在时空域进行离散，建立时空配...

【技术特征摘要】

1.一种基于半解析配点法的含水层水力扩散系数求解方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的基于半解析配点法的含水层水力扩散系数求解方法，其特征在于：在极坐标系统下构建二维渗流问题的数学模型时，地下水渗流控制方程表示为：

3.如权利要求2所述的基于半解析配点法的含水层水力扩散系数求解方法，其特征在于：通过分离变量法对地下水渗流控制方程求解得到完备基函数，将完备基函数的线性组合得到地下水渗流控制方程通解，如下表示：

4.如权利要求3所述的基于半解析配点法的含水层水力扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪黎丹，黄嘉良，欧阳永忠，陆秀平，许军，侯广超，
申请(专利权)人：福建理工大学，
类型：发明
国别省市：