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求解非均质多孔介质中Richards方程的质量守恒控制体积有限元方法。 (英语) Zbl 1287.76170号

摘要:我们提出了一种质量守恒的顶点中心有限体积方法,用于有效求解非均质多孔介质中混合形式的Richards方程。空间离散化特别适合于非均匀介质,因为它在材料特性连续的正交点处产生一致的通量近似。结合直线法,空间离散化给出了一组易于使用高阶隐式求解器求解的微分代数方程。我们使用无雅可比矩阵的不精确牛顿解算器来研究混合形式的解,与压力水头形式相比,这需要为网格中的每个节点求解一个额外的变量。通过利用混合形式的雅可比函数的结构,预条件器的大小减小到压力水头形式的大小,而且求解混合形式的计算开销最小。
提出的公式在两个具有挑战性的测试问题上进行了测试。新公式的解提供的质量守恒比压头公式至少精确一个数量级,并且高阶时间积分显著提高了解的质量平衡和计算效率。

MSC公司:

76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
6500万08 含偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法

软件:

Gms小时;日晷
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全文: 内政部

参考文献:

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