变异Henry问题检验网格Peclet数在数值计算中的重要性

有限元法是求解地下水流和溶质运移对流-弥散方程的常用数值方法,它可以精确高效地处理以弥散为主的问题,但求解以对流为主的问题易引起显著的数值振荡。通过Galerkin有限元法对变异Henry问题进行模拟求解,得到了用不同的剖分网格及水动力弥散系数时,在特选节点处的浓度穿透曲线,分析并找到了浓度振荡的原因及合适的消除方法,即若出现浓度数值解在某值附近振荡,可以通过加密网格或增加水动力弥散系数将其消除。模拟结果及其分析表明:即使是研究区域相同,不同的边界条件、不同的水动力弥散系数对网格精度的要求不同;换言之,同一网格对不同模型参数的有效性也不同。网格Peclet数能够有效地判定给定的网格剖分是否会引起浓度振荡,对有限元法数值计算的网格剖分具有指导意义。

FEMWATER在地下水流数值模拟中运用

GMS是目前使用广泛的一个地下水模拟软件,它包含多个水流模拟计算模块,其中基于有限元分析的FEMWATER模块是一个功能强大的三维水流-溶质运移的数值模拟模块。迄今为止, FEMWATER在国内地下水数值模拟中的运用甚少。本文介绍了FEMWATER主要特点和应用领域,采用基准问题(Theis问题和Henry问题)对模型进行校正,然后选取了张家港合兴地块为实例,对该研究区的地下水流模型采用FEMWATER进行数值模拟,对比分析了FEMWATER和MODFLOW模拟结果,并由此概括了有限元和有限差分计算中的不同和FEMWATER运用注意事项,为他人今后开展相关工作提供参考。