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反映潜水流动的数学模型都是非线性偏微分方程。在20世纪60年代以前主要采用解析方法研究方程的解析解或半解析解,但是解析方法只适用于简单定解条件下的潜水流动问题。为了研究较为复杂条件下的潜水流动问题,当前最有效的办法是采用数值计算方法。径向基函数配点法是在近十余年来发展起来的一种数值求解偏微分方程的无网格方法,该方法在对偏微分方程进行数值离散时不需要依赖网格,因此不仅避免了网格生成的复杂过程,还可以显著减少传统网格方法(有限差分法和有限元法等)中因网格畸变带来的不利影响。本文首次将径向基函数配点法应用于求解二维潜水流动问题,并应用该方法对潜水流动进行了数值模拟得到了比较满意的结果。
全文共分三章。第一章是背景知识,阐述了主要的地下水数值方法,重点分析了无网格方法的发展和分类和主要优点以及无网格配点法。第二章是径向基函数近似的无网格配点法,先后给出了径向基函数的概念和种类,及径向基函数插值的基本理论和方法,最后讨论了径向基函数配点型无网格法的两种方法,即对称法和非对称法。第三章是求解潜水流问题的径向基函数配点法,首先确定了潜水流运动的数学模型,又因为潜水流动方程是非线性的,给出了三种解决潜水流动方程的线性化方法。之后采用径向基函数配点型无网格方法对该模型进行数值模拟,并给出了潜水流数值模拟的求解步骤。最后将这种方法应用在元宝山露天矿的疏干实例中,利用计算机编制相应的MATLAB程序,实现算法的可视化。从模拟结果可以看出:所得的数值模型符合实际情况,能满足实际工作的要求。最后是结论和展望。