承压稳定井流的边界无单元分析

来源 :辽宁师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nfu54153
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边界无单元法是将改进的移动最小二乘法与边界积分方程直接结合,从而得到偏微分方程数值解的一种无网格边界积分方程方法。  本文将边界无单元法应用于求解地下水流问题,建立了承压含水层中地下水流动问题的边界无单元数值模型。从边界积分方程出发,给出了地下水流问题的数值模拟过程。建立了二维平面稳定井流的数值模型,推导了井群地下水稳定流动问题的边界无单元计算公式,论述了井群问题的边界无单元法求解过程。  以边界积分方程为基础,选取带权的正交函数族作为移动最小二乘法的基函数,通过改进的移动最小二乘法在边界上构造水头逼近函数,与边界积分方程耦合,实现了承压含水层地下水流动问题的边界无单元法积分方程在边界上的离散过程。利用边界无单元法处理承压含水层中均质与非均质介质情形下的边界求解问题,非均质介质水流域内,分割水流域为不同区域,各区域内视为相对均质介质,各区域公共边界两侧的水头函数及方向导数满足相容条件。在外边界及各区域共有的内边界上布置节点,代入边界无单元法积分方程,得到满足承压含水层中地下水流动问题的线性方程组,从而求得未知量的解。井群地下水稳定流动模型中,水流域内存在井群(抽水井或注水井)情形时,求解域边界扩展为水流域边界与井壁边界的和,在两类边界上布置边界节点,结合改进的移动最小二乘法近似在边界上的逼近函数,得到井群问题的边界无单元法的边界积分方程,将边界点依次代入积分方程得到方程组,求解该方程得到边界点的水头函数或方向导数的值。将承压含水层中井群地下水稳定流动问题的边界无单元法应用于具体实例中,编写了Matlab程序进行计算,通过实例反映出边界无单元法具有较高的计算精度,该方法的实施难度较边界元法有着显著降低。
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