[发明专利]三维地下水流量的计算方法

摘要

本发明公开了一种三维地下水流量的计算方法，包括以下步骤：1)利用三棱柱连续Galerkin有限单元法求解地下水流数值模型，形成原始三棱柱单元网格并获得地下水的水头场数据；2)将所述原始三棱柱单元网格进行细化，从而构造局部均衡域；3)计算所述局部均衡域的相关流量值。本发明在连续Galerkin有限单元法计算的地下水水头场的基础上，提出了能够保证两种均衡域质量守恒的流量计算方法，从而能够提高基于三棱柱连续Galerkin有限单元法的地下水流速场及其相关计算的精度。

主权项

1.一种三维地下水流量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用三棱柱连续Galerkin有限单元法求解地下水流数值模型，形成原始三棱柱单元网格并获得地下水的水头场数据；水头场是指任意三棱柱单元顶点对应一个水头值；2)将所述原始三棱柱单元网格进行细化，从而构造局部均衡域；3)计算所述局部均衡域的相关流量值；所述相关流量值包括与原始三棱柱顶点相关的流量值、与原始三棱柱边相关的流量值、与原始三棱柱面相关的流量值、与原始三棱柱单元相关的流量值和局部均衡域的边界面流量值；所述与原始三棱柱面相关的流量值包括定义在原始三棱柱面或原始三棱柱相邻顶点的边界流量值；所述边界流量的计算包括：如果边界流量值定义在原始三棱柱单元的垂向面上，则其中，Bp为二类局部均衡域的边界流量值，Be为原始三棱柱垂向面上的边界流量值；如果边界流量值定义在原始三棱柱单元的水平向面上，则其中，Bp为二类局部均衡域的边界流量值，Be＇为原始三棱柱单元的水平向面上的边界流量值；如果边界流量值定义在原始三棱柱单元垂向面的相邻顶点上由单宽流量表示，则：其中，Bp为二类局部均衡域的边界流量值，B1为二类局部均衡域所围绕原始三棱柱单元顶点的单宽流量值，B2和B3为在原始三棱柱单元垂向面上的与二类局部均衡域所围绕原始三棱柱单元顶点相邻的两个顶点的单宽流量值，B4为在原始三棱柱单元垂向面与二类局部均衡域所围绕原始三棱柱单元顶点相对的顶点的单宽流量值，Δev为原始三棱柱单元垂向面的面积；如果边界流量值定义在原始三棱柱单元水平向面的相邻顶点上由单宽流量表示，则：其中，Bp为二类局部均衡域的边界流量值，B1为二类局部均衡域所围绕原始三棱柱单元顶点的单宽流量值，B2＇和B3＇为在原始三棱柱单元水平向面上的另外两个顶点的单宽流量值，Δeh为原始三棱柱单元水平向面的面积。