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数据位置对抛物线方程校准数值解稳定性的影响。 (英语) Zbl 1408.76407号

摘要:利用达西定律,通过非均质多孔介质的流动可以很好地用抛物型偏微分方程来表示。这一理论的一个众所周知的实际方面是地下水在土壤中的运动。{}这项工作致力于大规模地下水建模问题,其中可用的地下水位数据和抽水试验稀少,此外,地下水数据的空间分布不均匀。对于特定的抽水区域,可以获得水头数据,而对于其他大面积含水层,可以获得的数据有限。在这种含水层中,使用校准的数值方法可能会导致结果不准确。这是因为整个校准过程是使用有限且稀少的地下水数据进行验证的。因此,在头部数据不可用的地区,校准的精确度较低。{}在本文中,我们给出了灵敏度矩阵条件依赖性的一些数学结果。我们表明,封头对透射率参数的灵敏度与用于求解抛物线方程的数值格式无关,而是与可用测量数据的密度有关。这一新的理论结果解释了目前用于地下水建模的水头公式的局限性。{}然后我们提出了一种基于单元法的数值方法。当前的单元模型(称为ACM方法)目前在区域范围内运行,其目标是使用一级校准模型计算流入或流出给定区域的地下水流量,该模型能够保持质量平衡。单元模型由一般地下水流动方程推导而来,采用有限体积法和混合公式。{}ACM方法允许在模型中大规模引入补给输入和边界条件。这样可以更好地估计含水层中的质量平衡。此外,ACM模型可以用作大规模建模的预模型,并与高分辨率模型相结合。

MSC公司:

76米25 其他数值方法(流体力学)(MSC2010)
65立方米 含偏微分方程初值和初边值问题反问题的数值方法
76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
86A05型 水文学、水文学、海洋学
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