一种模拟介质交界面处达西流速的分区多尺度有限单元法

• 作者: 谢一凡 吴吉春 叶逾 谢春红 鲁春辉
• 来源期刊: 水利学报
• 关键词: 地下水数值模拟 多尺度有限元法 区域分解技术 含水介质交界面 折射定律
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 页码范围: 979-988
• 页数: 10页
• 分类号: P641.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.13243/j.cnki.slxb.20201082

摘要

地下含水层常由多种不同含水介质组成,交界面处的达西流速需符合折射定律,传统数值方法难以准确模拟.基于多尺度有限元法和区域分解技术提出分区多尺度有限元法(Multiscale finite element method with Domain decomposition technique,MSFEM-D)模拟交界面处的达西流速.该方法运用多尺度有限元法模拟水头,获取全局信息保证解的精度,并提升尺度以降低计算消耗;再利用区域分解技术将研究区分区以分离界面两侧介质,同时结合多尺度基函数和Yeh的有限元模型来高效模拟达西流速.因此,MSFEM-D不仅能保证交界面处的法向达西流速的连续性,还能保证切向达西流速符合折射定律.数值模拟结果表明MSFEM-D能够保证达西流速在交界面处满足折射定律,精度与Zhou等的S1有限元模型相近,并可节约大量计算消耗.