水分及非保守性污染物在土壤中运移数据模拟

运用数值计算模型模拟计算水分及非保守性污染物在各种饱和度条件下的土壤中运移规律，采用有限差分离散水分方程和浓度方程，得到了适合于非保守性污染物运移的数值模拟，利用试验资料验证了数值计算成果，验证结果表明，两者吻合良好，为研究和数值预报非保守性污染运移问题提供了有效的手段。     

土壤中有机污染物运移的数值模拟方法研究

有机物对环境和地下水资源的污染日益严重,它们在土壤水中的运移转化规律被各种物理、化学和生物过程所控制,相应的迁移转化模型主要由对流-扩散方程决定。地下水数值模拟方法通过有机污染物在包气带及饱水带中运移的调参耦合,可以较好的解决参数选取问题,可以更加准确的模拟出有机污染物在地下介质中的运移情况。     

基于有限体积法的土壤重金属污染物运移模拟

针对重金属污染物在土壤中的运移扩散问题,采用有限体积法对二维稳态水流中污染物运移的基本方程进行离散,获得污染物在饱和土壤中运移的有限体积法计算模型.运用Matlab模拟不同条件下重金属污染物运移的动态过程,研究污染物运移规律.研究表明,当污染源始终存在时,随着时间的推移,质量浓度等值线近似由中心抛物线形渐变为外围椭圆形,水平向和竖直向浓度均不断减小;当污染源存在10天后移除时,随着时间的推移,质量浓度等值线呈椭圆形,污染范围逐渐变大,浓度不断减小,椭圆中心处浓度最大.     

均质滤料床过滤运行情况的数值模拟

在分析均质滤料床过滤方程的基础上,合理选择含深度步长的参数α,从而将精确的过滤连续性方程简化。采用有限差分法对简化方程进行离散,并用迭代法求解,和到了均质滤料床滤后出水浓度模拟结果。     

尾矿库堆积过程污染物运移模拟分析

以攀西地区安宁河流域某尾矿库为例,在分析库区水文地质条件基础上,利用Stiff图进行了库区地下、地表水水化学组分对比分析,结果表明安宁河旁井水水质受尾矿库影响较大。进一步选取典型剖面,利用Visual MODFLOW软件建立了二维地下水流模型和污染物运移模型,取得了典型剖面的地下水动力场,对现状尾矿库进行时空离散化,将其20a的尾矿堆积过程概化为动态变化的污染源边界,基于水化学分析结果选取氟化物作为模拟因子。根据尾矿库下游井点氟化物浓度的观测数据反演了污染源的污染强度,模拟结果也证明该尾矿库防渗措施不够严密,导致了库下游地下水的污染。     

基于有限差分的化学剂平面运移规律数值模拟

在化学驱中,各种化学剂在地层中的浓度对于驱油是极为关键的,理想的情况是合理设计化学剂注入参数（注 入浓度、注入量和注入速度）,使得地层各处化学剂的浓度接近实验室设计的最佳浓度,从而驱油效率最高。化学剂在 地层中除正常的对流外,还会发生扩散和吸咐,而平面渗流中,各处渗流速度的不同,使得化学剂在平面的浓度分布比 一维情况复杂得多。依据有限差分法和雅可比迭代方法,根据达西渗流定律确定平面渗流速度场和压力场分布,再根 据已求得的速度场结合化学剂运移的对流弥散方程,求解得到了化学剂的浓度场。数值模拟结果给出了不同时刻化 学剂在地层中的浓度分布,并针对不同的运移滞后系数、弥散系数和化学剂注入量,分析了这些参数对于化学剂分布 的影响。     

非正交坐标系统下斜井泥浆侵入数值模拟

针对斜井剖分过程中采用传统的直角坐标系,矩形网格剖分地层,采用梯形近似处理斜井边界时出现的要达到精确模拟就只能缩小网格尺寸而引起计算量急剧增加这一矛盾问题,根据实际模型引入了非正交坐标系,在非正交坐标系中,存在两种基矢,它们相互之间以及与直角坐标系统之间的转化关系具备一套完整的理论体系,简化了对斜井水平地层以及直井倾斜地层等模型的模拟。实际数值模拟结果表明,采用非正交坐标系在保证精度的同时,极大地减少了运算量,取得了很好的效果。     

三峡库区地下水双酚A运移数值模拟

双酚A（BPA）是一种能够对人类及动物产生重大威胁的环境雌激素。以BPA为目标污染物,以三峡库区重庆市茶园新区为例,利用VSAFT2软件建立地下水水质模型并分析库水位变化、地层非均质条件和土壤吸附作用因素对BPA在地下水环境中运移规律的影响。研究中通过假设茶园新区渗透系数分布特点,以变异系数为非均质划分标准,模拟了变异系数分别为0.237、0.529和0.748条件下,BPA在地下水中的运移过程。结果表明：BPA运移速率和运移量随水头边界值的增加而增加,运移能力与地下水水力梯度值呈现正相关;非均质性越强,BPA运移速度越慢;土壤吸附作用在一定程度上会阻滞BPA在地下水的运移过程,对流与弥散均发生延迟;经参数敏感度分析,饱和渗透系数对模拟结果的影响较大。     

曲线坐标系下非均匀水流中波浪传播的数值模拟

利用自适应网格技术，建立了曲线坐标系下缓变水深水域非均匀水流中波浪传播的数值模拟模型。将椭圆型非均匀水流中波浪传播的联合折射-绕射方程化为依赖时间变化的抛物型方程，并以此作为控制方程，克服了一般抛物近似方法的缺点；从开边界条件、不同反射特性的固壁边界条件相统一的表达式出发，对边界条件进行处理；用ADI法数值求解控制方程。验证结果表明，模型能适应复杂的边界形状，可以较好地模拟复杂边界条件下波浪传播过程中的多种物理现象，克服了以往各种代数坐标变换的局限性，有效地反映了水流对波浪传播的影响。模型的模拟结果可供实际工程参考使用。     

街道峡谷内机动车排放污染物的数值模拟

针对典型的平顶和坡顶的城市街道峡谷结构，通过求解二维和三维不可压缩N-S方程、湍流模型方程及对流扩散方程，数值模拟了街道峡谷内的流场及机动车排放污染物的对流扩散．结果表明，使用二维和三维数学模型所计算的两边为平顶建筑的街道峡谷内污染物浓度不同；而两边为坡顶和平顶建筑的街道峡谷内的背风面污染物的浓度，在相同的气象条件下，三维数学模型数值模拟结果基本一致。     

底泥-上覆水界面污染物释放机制的数值模拟

当外源污染受到控制后, 河流与湖泊底泥中的污染物可能会引起上覆水的再次污染. 在上覆水流动不致底泥起动悬浮的条件下, 数值模拟了底泥中污染物在底泥-上覆水界面向上覆水释放的机制. 采用k-ε模型计算了上覆水的湍流流动, 并采用 Darcy 定律描述了多孔介质中的渗流, 这里底泥被看成是各向同性均匀多孔介质; 耦合计算了上覆水和底泥中孔隙水的定常流动, 并基于流场计算结果, 数值计算了非定常溶质迁移扩散过程; 数值研究了平整底泥-上覆水界面以及底泥-上覆水界面为周期性三角状时, 污染物由底泥向上覆水释放的规律. 研究结果表明, 底泥中孔隙水与上覆水的交换是决定底泥中污染物向上覆水释放量的重要因素.     

浅层地下水中污染物迁移模拟技术研究现状与发展趋势

介绍了国内外较流行的地下水数值模拟模型,对比分析了各类模型在模拟浅层地下水中污染物运移时的结构、特点及适应领域,可作为环境保护部门及研究人员在模型选用时参考;探讨了我国地下水中污染物运移模拟现状中存在的问题,并提出了相应的对策．     

非饱和分层土壤中污染物迁移转化规律研究

分析了污染物在分层土壤中随下渗水体向下迁移的机理过程,借助于数值计算模型模拟计算非饱和分层土壤中污染物迁移转化特性,研究了不同土壤层及土壤层的排序对污染物迁移转化的影响状况。     

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.     

污染物在非饱和土壤中迁移规律的试验研究

借助于土柱物理模型装置，试验研究了保守性污染物在非饱和土壤中的迁移规律，得到了污染物瞬时输入和连续输入条件下，非饱和土壤中污染物浓度时空变化的过程。在分析实测资料的基础上，提出了采用考虑可动水体与不可动水体因素的数学模型来描述土柱内污染物的迁移过程。根据实测资料和数学模型的数值解，运用最优化技术率定模型参数，得到了具有应用价值的参数成果。     

基于有限差分方法的水中爆炸三维数值模拟

针对水中爆炸的三维数值模拟问题,采用基于有限差分的拉格朗日与欧拉相结合的方法,在矩形网格上离散差分基本方程组;在欧拉步中引入模糊方法处理界面,计算各输运量;编写了数值模拟程序,进行了炸药在水中爆炸的三维数值模拟.爆炸场中考虑了有刚性障碍物及有反射有限边界计算域.结果表明,模拟结果与实际情况基本吻合,特别是冲击波在水中传播的模拟效果较好,证明所采用的三维数值模拟方法是有效和可行的.     

不可动水对土壤污染物运移影响的数值实验研究

考虑对流、弥散、吸附／解析、微生物降解等因素，建立了土壤中污染物运移的两区平衡吸附动力学模型．在该模型基础上，针对不可动水对污染物运移的影响进行了分析，分析结果表明：即使在孔隙水流速、含水率及其它参数相同的情况下，不同的θim／θm值也会导致不同的穿透曲线；不可动水所占的比例较大时，即使保证了孔隙流速、输入浓度、弥散系数等参数相同，不同的含水率也会导致不同的穿透曲线，但θim／θm较小时，含水率的变化对浓度的变化几乎无影响．     

铸件凝固过程数值模拟后处理的研究

针对采用有限差分法实施凝固过程数值模拟时数据结构的特点，提出了采用背面消除和画家方法进行消隐以生成三维图形的方法．为了提高绘图的速度，提出了替代视向变换矩阵运算的一种简便算法．根据由数值计算得到的铸件凝固时间，提出了在二维剖面上显示凝固动态过程的方法．经过实践证明，提出的方法可以快速地完成上千万网格单元数据的后处理．