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地下水流中断层传递性的正演和逆演模拟。 (英语) Zbl 1504.65258号

概述:表征断层的物理性质,例如其可传递性,对于对地下水流进行预测性数值模拟至关重要,例如石油工程和地下污染修复中遇到的地下水流。本文在对断层结构进行适当假设的情况下,对地下水流模型中断层可导性反问题进行了全面研究。具体考虑了以下几个方面:1)断层建模和正演问题的适定性;2) 正问题的有限元离散及其严格性先验的收敛性分析;3) 贝叶斯反问题的适定性,无限维贝叶斯逆公式的有限元离散化及其严格性先验的分析。此外,计算最大后验提出了基于快速非精确牛顿-共轭梯度优化和贝叶斯后验拉普拉斯近似的MAP点。数值结果说明了所提出的断层模型在具有多个断层的二维域地下水流的正问题和反问题中的应用。

MSC公司:

65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65N12号 含偏微分方程边值问题数值方法的稳定性和收敛性
65奈拉 涉及偏微分方程的边值问题的误差界
65平方英寸21 含偏微分方程边值问题反问题的数值方法
76-10 流体力学问题的数学建模或模拟
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参考文献:

[1] 阿德勒,P.M。;托维特,J.-F。;Mourzenko,V.V.,《断裂多孔介质》(2013),牛津大学出版社:牛津大学出版社·Zbl 1266.74002号
[2] Sahimi,M.,《多孔介质和裂隙岩石中的流动和输运:从经典方法到现代方法》(2011),John Wiley&Sons·Zbl 1219.76002号
[3] 陈,Z。;Huan,G。;Ma,Y.,《多孔介质中多相流的计算方法》,计算科学与工程,第2卷(2006),工业与应用数学学会(SIAM):工业和应用数学学会,宾夕法尼亚州费城·Zbl 1092.76001号
[4] Lie,K.-A.,《使用MATLAB/GNU Octave进行油藏模拟简介:MATLAB油藏用户指南》,模拟工具箱(MRST)(2019),剑桥大学出版社·兹比尔1425.76001
[5] 贝尔雷,I。;加药器,F。;Keilegavlen,E.,《裂隙多孔介质中的流动:概念模型和离散方法综述》,Transp。多孔介质,130,215-236(2019)
[6] 马丁·V。;贾夫雷,J。;Roberts,J.E.,《将裂缝和屏障建模为多孔介质中流动的界面》,SIAM J.Sci。计算。,26, 5, 1667-1691 (2005) ·Zbl 1083.76058号
[7] Angot,P。;Boyer,F。;Hubert,F.,裂缝性多孔介质中流动的渐近和数值模拟,M2AN,数学。模型。数字。分析。,43, 2, 239-275 (2009) ·Zbl 1171.76055号
[8] 艾哈迈德·E。;贾夫雷,J。;Roberts,J.E.,《不同岩石类型两相流的简化断裂模型》,mAMERN VI-2015:第六届环境和自然资源近似方法和数值建模国际会议。mAMERN VI-2015:第六届环境与自然资源数学近似方法和数值建模国际会议。计算。模拟。,137, 49-70 (2017) ·Zbl 07313815号
[9] 尼尔森,H.M。;Natvig,J.R。;Lie,K.-A.,《通过多点、模拟和混合方法精确建模断层》,SPE J.,17,2,568-579(2012)
[10] Antonietti,P.F。;Formaggia,L。;斯科蒂,A。;维拉尼,M。;Verzott,N.,《裂隙多孔介质中流动的模拟有限差分近似》,ESAIM:Math。模型。数字。分析。,50, 3, 809-832 (2016) ·Zbl 1381.76231号
[11] 网站
[12] (Logg,A.;Mardal,K.-A.;Wells,G.N.,《用有限元方法自动求解微分方程》,《计算科学与工程讲义》,第84卷(2012),施普林格:施普林格-海德堡)·Zbl 1247.65105号
[13] 美国维拉。;佩特拉,N。;Ghattas,O.,HIPPYlib:大型确定性和贝叶斯逆问题的可扩展软件框架,J.Open Sour。软质。,3, 30 (2018)
[14] 美国维拉。;佩特拉,N。;Ghattas HIPPYlib,O.,PDE控制的大规模反问题的可扩展软件框架:第一部分:确定性反演和线性化贝叶斯推理,ACM Trans。数学。软质。,47,2(2021年4月)·Zbl 07467976号
[15] Girault,V。;Raviart,P.-A.,Navier-Stokes方程的有限元方法,(理论和算法,理论和算法、计算数学中的Springer系列,第5卷(1986年),Springer-Verlag:Springer-Verlag Berlin)·兹伯利0585.65077
[16] Könnö,J。;Schötzau,D。;Stenberg,R.,《罗宾边界条件问题的混合有限元方法》,SIAM J.Numer。分析。,49, 1, 285-308 (2011) ·Zbl 1226.65094号
[17] Boffi,D。;布雷齐,F。;Fortin,M.,《混合有限元方法与应用》,《计算数学中的Springer级数》,第44卷(2013),Springer:Springer-Hidelberg·兹比尔1277.65092
[18] 南卡罗来纳州布伦纳。;Scott,L.R.,《有限元方法的数学理论》,《应用数学》,第15卷(2008年),施普林格出版社:纽约施普林格出版社·Zbl 1135.65042号
[19] Di Pietro,D.A。;Ern,A.,《间断Galerkin方法的数学方面》,《数学与应用》(柏林)[数学与应用],第69卷(2012年),施普林格:施普林格-海德堡·Zbl 1231.65209号
[20] Adams,R.A.,Sobolev Spaces,Pure and Applied Mathematics,第65卷(1975),学术出版社[Harcourt Brace Jovanovich,出版商]:学术出版社[Harcourt Blace Jovanov,出版商]New York-London·Zbl 0314.46030号
[21] Evans,L.C.,偏微分方程,数学研究生课程,第19卷(1998),美国数学学会:美国数学学会普罗维登斯,RI·Zbl 0902.35002号
[22] Stuart,A.M.,《逆向问题:贝叶斯观点》,《数值学报》。,19, 451-559 (2010) ·Zbl 1242.65142号
[23] Bui-Thanh,T。;O.加塔斯。;马丁·J。;Stadler,G.,无限维贝叶斯反问题的计算框架,第一部分:线性化情况,及其在全球地震反演中的应用,SIAM J.Sci。计算。,35、6、A2494-A2523(2013)·Zbl 1287.35087号
[24] Halko,N。;Martinsson,P.G。;Tropp,J.A.,《寻找随机性结构:构建近似矩阵分解的概率算法》,SIAM Rev.,53,2,217-288(2011)·Zbl 1269.65043号
[25] Saibaba,A.K。;Lee,J。;Kitanidis,P.K.,广义埃尔米特特征值问题的随机算法及其在计算Karhunen-Loève展开中的应用,Numer。线性代数应用。,23, 2, 314-339 (2016) ·Zbl 1413.65104号
[26] 北卡罗来纳州大都会。;罗森布鲁斯,A.W。;Rosenbluth,M.N。;出纳员,A.H。;Teller,E.,快速计算机器的状态方程计算,J.Chem。物理。,21, 6, 1087-1092 (1953) ·Zbl 1431.65006号
[27] Hastings,W.K.,《使用马尔可夫链的蒙特卡罗采样方法及其应用》,《生物统计学》,57,1,97-109(1970)·Zbl 0219.65008号
[28] 马丁·J。;Wilcox,L.C.公司。;Burstede,C。;Ghattas,O.,《大规模统计反演问题的随机牛顿MCMC方法及其在地震反演中的应用》,SIAM J.Sci。计算。,34,3,A1460-A1487(2012)·Zbl 1250.65011号
[29] Bui-Thanh,T。;Girolma,M.A.,用黎曼流形哈密顿蒙特卡罗求解大规模PDE约束贝叶斯反问题,逆问题。,特刊,第114014条pp.(2014)·Zbl 1306.65269号
[30] Bui-Thanh,T。;Burstede,C。;O.加塔斯。;马丁·J。;斯塔德勒,G。;Wilcox,L.C.,《由PDE控制的贝叶斯反问题的极限尺度UQ》(SC12:高性能计算、网络、存储和分析国际会议论文集(2012))
[31] Nocedal,J。;Wright,S.J.,数值优化(2006),Springer Verlag:Springer Verlag Berlin,Heidelberg,New York·Zbl 1104.65059号
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