水利工程非達西滲流數(shù)值分析.pdf

1、達西定律自被發(fā)現(xiàn)以來，在滲流理論相關(guān)研究和工程中得到了廣泛的應(yīng)用。達西定律是一個線性定律，在處理問題和計算時都比較方便。然而在水利工程中很多滲流并不滿足達西定律，以往通常在工程允許范圍內(nèi)將其簡化為達西滲流。有些情況下水利工程中的非達西滲流問題按達西滲流處理，會產(chǎn)生較大的誤差，此時應(yīng)按非達西滲流來進行分析。 非達西滲流問題是一類本構(gòu)關(guān)系非線性問題，其滲流偏微分方程也是非線性的，只有非常簡單的情形才有解析解，大多數(shù)情況需要進行數(shù)值求

2、解。非達西滲流問題在石油工程中研究得比較深入。水利工程中的非達西滲流問題則研究得比較少，但是非達西滲流在水利工程中也是普遍存在的，如某些堆石壩、一些抽排水井附近、砂卵石地基、一些裂隙地基巖體等的滲流。 本文結(jié)合水利工程，對非達西滲流進行了以下幾個方面的研究。 1、研究了水利工程中非達西滲流的主要類型：(1)達西定律應(yīng)用上限外的非達西滲流；(2)達西定律應(yīng)用下限外的非達西滲流；(3)離散裂隙網(wǎng)絡(luò)非達西滲流。并建立相應(yīng)的數(shù)學

3、模型。 2、分別對3類非達西滲流一維模型進行理論分析，得到在考慮非達西滲流時，計算流量值與達西滲流計算結(jié)果相差較大。 3、建立裂隙網(wǎng)絡(luò)非連續(xù)介質(zhì)穩(wěn)定非達西滲流和裂隙網(wǎng)絡(luò)非連續(xù)介質(zhì)非穩(wěn)定非達西滲流數(shù)學模型，用Fortran語言自主開發(fā)了離散裂隙網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)穩(wěn)定非達西滲流程序(Steady Non-Darcy Seepage in Discrete Fractural Network Media)和離散裂隙網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)非穩(wěn)定非達西滲

4、流程序(Unsteady Non-Darcy Seepage in Discrete Fractural Network Media)，通過程序算例分析得出：無論在穩(wěn)定還是非穩(wěn)定情況下，當滲流偏離達西滲流較遠時，非達西滲流與達西滲流計算出的水頭分布和流量都相差較大，此時將滲流簡化為達西滲流將帶來較大誤差；當滲流類型偏離達西滲流不遠時，非達西滲流與達西滲流計算出的水頭分布和流量都相差較小，此時可以近似簡化為達西滲流來分析。 4、將