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一种模拟节点达西渗透流速的三次样条多尺度有限单元法  
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【英文篇名】 Cubic-spline multiscale finite element method for simulation of nodal Darcy velocities in aquifers
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【作者】 谢一凡; 吴吉春; 薛禹群; 谢春红;
【英文作者】 XIE Yi-fan; WU Ji-chun; XUE Yu-qun; XIE Chun-hong; School of Earth Sciences and Engineering; Nanjing University; Department of Mathematics;
【作者单位】 南京大学地球科学与工程学院; 南京大学数学系;
【文献出处】 岩土工程学报 , Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 编辑部邮箱 2015年 09期  
期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】 三次样条法; 多尺度有限单元法; 非均质; 地下水流数值模拟;
【英文关键词】 cubic-spline technique; multiscale finite element method; heterogeneous medium; groundwater numerical simulation;
【摘要】 提出了一种三次样条多尺度有限单元法(MSFEM-C)模拟非均质介质中的地下水流运动。该方法将三次样条法和多尺度有限单元法(MSFEM)有机结合,能够高效、精确地求解水头和达西渗透流速。MSFEM-C应用三次样条函数逼近多尺度基函数,保证了基函数的一阶导数的连续性,从而得到连续的水头一阶导数。因此,MSFEM-C通过达西定律得到的渗透流速在节点上是连续的。MSFEM-C是基于MSFEM的,它可以在局部网格单元上求解达西渗透流速,而无需在整个研究区上求解,从而可以节省很大计算量。因此,MSFEM-C在求解大尺度、长时间、非线性等高计算量问题时十分高效。通过对二维稳定流以及非线性潜水流的模拟,发现MSFEM-C在计算水头和达西渗透流速时的具有很高的效率和精度。
【英文摘要】 A cubic-spline multiscale finite element method(MSFEM-C) is proposed for the simulation of nodal Darcy velocities in the heterogeneous media. The main goal of this method is to efficiently solve the hydraulic heads and nodal Darcy velocities. It is realized by the combination of cubic-spline technique and the multiscale finite element method(MSFEM). MSFEM-C applies cubic-spline technique to multiscale base functions so as to make their derivatives continuous. Therefore, the continuous derivatives of hydraul...
【基金】 国家杰出青年科学基金项目(40725010); 国家自然科学基金项目(41030746)
【更新日期】 2015-10-14
【分类号】 P641.2
【正文快照】 0引言现今,关于热量和质量在地下水系统中运移的研究越来越被重视。因此,很多数值方法被提出并用于求解溶质运移方程。地下水的渗透流速对溶质和热量的运移的影响很大。精确的求解溶质运移方程需要连续的速度场,特别是在对流占优的情况。因此,对于达西渗透流速的研究是十分有意

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