一维变参数溶质运移模型的数值研究

研究地下水中溶质的迁移规律可以为地下水环境质量预报、控制和管理服务。首次采用数值方法探讨与位置坐标相关的溶质运移参数模型,采用即时时间域显式差分法格式双精度Fortran语言编程计算了变溶质运移参数模型的一维溶质运移问题,并进行了算法可靠性验证;然后对本文首次提出的3种与位置坐标相关的变溶质运移参数模型进行了参数分析,获得了这3种模型的初步认识。还将时间域显式差分方程计算结果与解析解和实验结果进行了验证对比分析,说明算法可靠,显式法列式简单,更适于复杂模型计算。本文提出的算法和处理技巧可以应用到许多与地质相关的溶质运移问题的研究,通过建立不同模式的溶质运移参数模型,从而实现复杂条件下溶质运移过程的预测和模拟。     

非饱和-饱和区域中重金属污染物运移数值模拟

为了定量整体描述非饱和-饱和区域内水流及溶质迁移过程,在基于非饱和流动理论及溶质运移理论基础上,建立了非饱和-饱和区域内水流方程与重金属污染物运移方程耦合的数学模型。采用V-G模型来描述土壤水分特征函数.用Lagrange-Quadratic方法进行求解并给出模拟结果:分析结果表明,在非饱和-饱和区域内的压力水头、饱和度以及污染物阻滞因子等参数均随含水率的变化而改变,这是区别于饱和流的主要特点。     

土壤溶质运移的研究进展

介绍土壤溶质运移理论的发展过程和国内外学者关于土壤溶质运移的研究成果,探讨其数学模型、数值计算方法以及参数估算方法,并简要讨论土壤溶质运移的发展趋势.     

溶质在土壤中的渗流建模与数值仿真

针对液态溶质在土壤中的渗流问题,利用数学模型描述了符合达西定律的二维非稳定渗流,并运用有限体积法对该模型进行了数值求解.得出了给定渗流场不同渗透系数、单位贮藏量下的水头、渗流量的变化规律,模拟了液态溶质在土壤中的渗流过程.通过对计算结果的可视化处理、比较分析,发现渗透系数、单位贮藏量等因素对液态溶质在土壤中的运移都有不同程度的影响,渗透系数越小,液态溶质运移速度越慢;单位贮存量越小,液态溶质运移速度越快;反之亦然.     

溶质运移模型的有限元数值解

将混合拉普拉斯变换有限单元法引入到求解首采区卤水动态二维模型的溶质运移问题中,能够有限地消除在求解对流占优的地下水溶质运移问题时产生的数值扩散和过量的现象,具有一步到位、局部求解的优点,最后将该方法应用到具有空间一阶导数项的对流弥散方程,以检验该方法的数值有效性和求解溶质运移模型的能力.     

裂隙介质溶质运移模型的数值模拟

考虑裂隙介质中溶质运移问题的数学模型,建立离散的广义差分格式,给出不同的裂隙介质阻滞系数下的数值算例,并将数值解与解析解进行比较;比较结果表明:利用所建广义差分格式求解裂隙介质中的溶质运移问题是可靠的,且该格式具有稳定性和可实用性,可以用来数值模拟更加复杂的裂隙介质中溶质运移的物理过程.     

非饱和土壤阻滞核素迁移的研究进展

核素迁移性是确定所选核废物处置库库址是否适宜的核心问题之一。阻滞因子Rd可反映溶质运移过程受阻滞的特性。对近年来非饱和土壤中Rd值的一些研究进展进行了回顾与分析,提出了一些尚待解决的问题。     

土柱溶质运移试验的理论验证及影响因素敏感性分析

交通运输过程中产生的路面径流污染有可能对路线周边环境造成不利影响.对污染物在公路周边土体中的溶质运移规律进行探讨具有重要的理论价值和工程意义.本研究基于土柱溶质运移试验成果,引入实测的边界浓度曲线,采用一维数值计算程序Hydrus-1D,对土柱出口处溶质浓度在试验过程中的变化规律、典型时刻溶质浓度沿土柱的分布规律等进行...     

非饱和带溶质迁移离心模拟的可行性研究

通过开发离心状态下非饱和带溶质迁移一维数值模型,对离心模拟技术用于不同溶质在非饱和带迁移规律研究的可行性进行了探讨。结果表明:(1)离心模拟技术可适用于保守性溶质和吸附瞬时平衡溶质的迁移规律研究;(2)针对有物理或化学过程的非饱和带溶质迁移,当丹姆尔数DR100(反应迅速)或0DRX(反应缓慢)时,离心模拟技术是可行的;(3)对于有溶质B生成的溶质A在非饱和带的迁移,当反应较慢时,离心模拟能成功预测A的迁移,但对B的预测误差较大。若B是研究重点,则离心模拟不可行;若B不重要,则离心模拟是适用的。     

水帷幕防治海水入侵的三维数值模拟

淡水帷幕的形成与咸淡水界面推移速度和推移时间等因素之间的定量分析是海水入侵防治中引人关注的问题,该文基于耦合的饱和-非饱和多孔介质的水流和溶质运移控制方程,采用FEMWATER三维软件系统,模拟分析了在不同的流量边界和浓度边界下淡水帷幕的演化规律.数值模拟结果表明,淡水回灌流量对淡水帷幕形成的影响十分显著,采用淡水帷幕技术防治海水入侵是一个十分有效的方法.     

修正Mathieu方程的数值求解方法

针对圆极化强激光与无自旋等离子体相互作用中得到的修正Mathieu方程,提出一种数值求解方法,并将计算结果与WKB近似结果进行对比,分析了该方程所反映的物理过程的稳定性问题.     

时间分数阶薛定谔方程的数值方法

结合非标准有限差分格式给出了求解分数阶薛定谔方程的一种数值解法,对时间导数离散后的分母构造了一个关于时间步长的函数来近似,证明了该差分格式是无条件收敛和稳定的.数值算例表明该方法不仅有非常好的收敛性和稳定性,还有较高的精度,因此该方法是有效的.     

变时间分数阶扩散方程的数值模拟

考虑变时间分数阶扩散方程。首先利用分段线性插值法结合对一阶时间导数的一个二阶近似离散Coimbra变时间分数阶导数,然后利用Richardson外推法改进精度,最后用数值例子来验证提出的数值方法,从而说明数值方法的有效性。     

电磁场计算中的时域有限差分法

时域有限差分法是在离散变量空间和时间中求解不同边界条件下Maxwell方程组的一种数值方法。这种方法简单易懂,适应性强,所用计算机存储单元少,已在微波领域得到大量应用,目前又被应用于光场分布的研究。本文介绍了时域有限差分法的基本原理,推导了Maxwell方程组的FDTD数值表达式。     

一类变时间分数阶含源项非定常奇异摄动对流扩散方程的数值分析

考虑了变时间分数阶含源项非定常奇异摄动对流扩散方程的数值逼近问题.首先采用分段线性插值法,结合对一阶时间导数的一个二阶近似离散Coimbra变时间分数阶导数,然后用中心差分离散一阶空间分数阶导数和二阶空间分数阶导数,最后用数值例子验证了提出的数值方法,说明了数值方法的有效性.     

双缝襟翼缝道参数气动影响敏感度研究与设计

针对后缘双缝襟翼,采取先后缝再前缝的缝道参数设计方法,通过数值计算分析和风洞试验验证研究了襟翼偏角、缝道宽度、重叠量对增升效率的影响规律。采用点对点链接多块结构网格技术,通过求解RANS方程对缝道流场进行数值计算,结果表明:后缝道宽度对升力系数、阻力系数影响较缝道重叠量大,为更敏感参数;前缝道重叠量对升力系数、阻力系数影响较缝道宽度大,属更敏感参数。结合上述设计方法与数值计算工具,高效、准确地确定了较优的二维襟翼剖面参数,且襟翼效率计算结果与风洞试验结果吻合较佳,可为同类飞机增升装置设计提供参考和借鉴。     

水流入渗问题的数值模拟

用有限体积元方法建立了非饱和土壤水分入渗问题的数值模型.通过数值算例比较验证了该数值方法的有效性,同时也得到一些重要的有价值的结论.     

粘性流体的加罚节点展开法

应用希尔伯特空间和有限元理论，把中子扩散方程的节点展开用于粘性不可压缩流体的计算，并通过人工加罚的方法，对粘性不可压缩流体的Ｎａｖｉｅｒ—Ｓｔｏｋｅｓ方程的求解提出了一类新的数值方法—加罚节点展开有限元法有从而在保证精度的基础上使计算量大为减小，论证了数值解的存在性、唯一性及收敛性，并用实例进行了验证     

一个高精度数值求积公式的重构及其渐近性

给出一个高精度数值求积公式的另一种新的重构方法.其重构思想是:以一个低阶精度数值求积公式为基本构架,通过添加仅含端点导数的项,构造得到高精度数值求积公式.最后,讨论了两个相关求积公式的渐近性态,得到了两个相关结论.     

一种修正的HS共轭梯度法及其全局收敛性

对经典的HS共轭梯度法进行了修正,保证了搜索方向的充分下降性,这一性质在非精确线搜索和非凸函数情形下也是成立的.在适当的假设下证明了强Wolfe线搜索下算法的全局收敛性,数值实验表明算法数值效果良好.