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模拟多孔介质中水流达西速度的Yeh-多尺度有限元方法
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Yeh-multi-scale finite element method for simulating water flow Darcy velocity of porous medium

申请号:201610556975.1 申请日:2016-07-14
CN201610556975
CN106202746A
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摘要:本发明公开了一种模拟多孔介质中水流达西速度的Yeh‑多尺度有限元方法,运用伽辽金法将求解问题变分;将研究区剖分为粗网格单元,对所有粗网格单元进行剖分,得到细网格单元;在每一粗网格单元上求解退化椭圆方程,得到基函数;运用基函数求解变分形式,得到总刚度矩阵;根据研究区的源汇项与边界条件得到右端项;联立得到水头方程组;运用有效的数值方法求解该方程组得到研究区的节点水头;结合Yeh的伽辽金有限元模型,运用所构造的基函数和研究区的水头值,在研究区域直接求解达西方程,得到粗尺度节点上连续的达西渗透流速,再利用基函数线性表示细尺度达西渗透流速。与现有技术相比,该方法具有相近的精度和更高的效率。
Abstract: The invention discloses a Yeh-multi-scale finite element method for simulating water flow Darcy velocity of a porous medium, comprising the steps of: performing variation on the problem which needs resolution by a Galerkin method; subdividing a research area into coarse grid cells and subdividing all the coarse grid cells into fine grid units; resolving a degradation elliptic equation on each coarse grid cell to construct a basis function; resolving variational form by applying the basis function to obtain a total rigidity matrix; obtaining a right-hand term according to the source sink term and the boundary condition of the research area; performing simultaneous operation to obtain a waterhead equation set; resolving the equation set by an effective numerical method to obtain the node waterhead of the research area; and resolving a Darcy equation directly in the research area by combining a Galerkin finite element model of Yeh and applying the constructed basis function and the waterhead value of the research area to obtain continuous Darcy permeating velocity on the coarse-scale node, and linearly expressing the fine-scale Darcy permeating velocity by the basis function. Compared with the prior art, the method has similar precision and higher efficiency.
申请人: 南京大学
Applicant: UNIV NANJING
地址: 210008 江苏省南京市鼓楼区********(隐藏)
发明(设计)人: 谢一凡 吴吉春 薛禹群 谢春红
Inventor: XIE YIFAN; WU JICHUN; XUE YUQUN; XIE CHUNHONG
主分类号: G06F17/50(2006.01)I
分类号: G06F17/50(2006.01)I
  • 法律状态
2019-04-16  授权
2017-01-04  实质审查的生效 IPC(主分类):G06F 17/50申请日:20160714
2016-12-07  公开
注:本法律状态信息仅供参考,即时准确的法律状态信息须到国家知识产权局办理专利登记簿副本。
  • 其他信息
主权项  一种模拟多孔介质中水流达西速度的Yeh‑多尺度有限元方法,其特征在于,包括步骤如下:(1)根据所要模拟的研究区域确定边界条件,设定网格单元尺度,剖分研究区域,得到粗网格单元,对所有粗网格单元剖分得到细网格单元;(2)根据渗透系数以及基函数的边界条件,在每一粗网格单元上求解退化的椭圆型问题,确定基函数,形成有限元空间;(3)计算粗网格单元的单元刚度矩阵,累加得总刚度矩阵;根据研究区域的边界、源汇项,计算右端项,形成多尺度有限元的水头方程组;(4)使用cholesky分解法,求得研究区域上粗尺度节点的水头,结合基函数线性表示细尺度水头;(5)结合Yeh的伽辽金模型,运用上述步骤(2)中所构造的基函数和步骤(4)中所获研究区的水头值;在所研究区域直接运用多尺度有限单元法求解达西方程;得到粗尺度节点上的达西渗透流速的方程组;(6)使用cholesky分解法,求得研究区粗尺度节点上的达西渗透流速;(7)通过上述步骤(2)中所构造的基函数和上述步骤(6)中所获粗尺度达西渗透流速线性表示细尺度节点上的达西渗透流速。
公开号  106202746A
公开日  2016-12-07
专利代理机构  江苏圣典律师事务所 32237
代理人  贺翔
颁证日  
优先权  
 
国别 优先权号 优先权日 类型
CN  201610556975  20160714 
国际申请  
国际公布  
进入国家日期  
  • 专利对比文献
类型 阶段 文献号 公开日期 涉及权利要求项 相关页数
SEA  CN103778298A  20140507  1-6  全文 
SEA  CN105354362A  20160224  1-5  全文 
SEA  CN105701315A  20160622  1-6  全文 
注:不保证该信息的有效性、完整性、准确性,以上信息也不具有任何效力,仅供参考。使用前请另行委托专业机构进一步查核,使用该信息的一切后果由用户自行负责。
X:单独影响权利要求的新颖性或创造性的文件;
Y:与检索报告中其他 Y类文件组合后影响权利要求的创造性的文件;
A:背景技术文件,即反映权利要求的部分技术特征或者有关的现有技术的文件;
R:任何单位或个人在申请日向专利局提交的、属于同样的发明创造的专利或专利申请文件;
P:中间文件,其公开日在申请的申请日与所要求的优先权日之间的文件,或会导致需核实该申请优先权的文件;
E:单独影响权利要求新颖性的抵触申请文件。
  • 期刊对比文献
类型 阶段 期刊文摘名称 作者 标题 涉及权利要求项 相关页数
SEA  《WATER RESOURCES RESEARCH》  Xinguang He 等  Finite volume multiscale finite element method for solving the groundwater flow problems in heterogeneous porous media  1-6  第1-15页 
XINGUANG HE 等: "Finite volume multiscale finite element method for solving the groundwater flow problems in heterogeneous porous media", 《WATER RESOURCES RESEARCH》 
SEA  《中国优秀博士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》  谢一凡  改进多尺度有限单元法求解二维地下水流问题  1-5  第1.2.1.3、2.6-2.9、4.4、5.2.2节 
谢一凡: "改进多尺度有限单元法求解二维地下水流问题", 《中国优秀博士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 
  • 书籍对比文献
类型 阶段 书名 作者 标题 涉及权利要求项 相关页数