QUICK格式在土壤水鹽運移數(shù)值模擬中的應用.pdf

1、非飽和土壤中的水分是聯(lián)系地表水與地下水的紐帶，是田間作物賴以生存的源泉。研究田間土壤水鹽運移規(guī)律，對研究干旱半干旱地區(qū)土壤鹽分、水分的實時預報及合理灌溉，發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)尤為重要。 數(shù)值模擬是科學計算應用于數(shù)學和工程技術(shù)的一個重要方面。本文應用一種數(shù)值計算方法——有限體積法求解上述數(shù)學模型。該方法在土壤水鹽數(shù)值模型的求解目前應用較少，但其在其他計算流體領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。有限體積法在粗網(wǎng)格情況下，對任意控制子區(qū)域以及整個計算區(qū)

2、域都能得到準確的積分守恒，并可得到較為精確的計算結(jié)果。 本文以土壤動力學、溶質(zhì)運移原理為基礎，建立一維垂直入滲下的非飽和土壤水分和溶質(zhì)運移數(shù)學模型，采用有限體積方法對模型進行數(shù)值求解。其中，對不同離散格式方法分別作對比計算。重點將QUICK格式作為對流項的離散格式引入計算土壤水鹽運移模型。通過實驗資料采用該格式對所建模型求解，驗證了格式的合理性與可靠性。本文的主要工作有如下幾個方面： 1.應用有限體積方法，將對流擴散方程

3、在所劃分的控制體上積分，分析對比離散方程的對流項、擴散項在數(shù)值計算過程中的優(yōu)缺點。QUICK格式在空間、時間步長為粗網(wǎng)格條件下，其數(shù)值解與解析解吻合較好。 2.建立了一維非飽和土壤水分垂直入滲的有限體積法數(shù)值模型，并利用該模型對實測實驗資料進行了數(shù)值模擬。結(jié)果顯示，該方法是可行的、有效的。建立一維非飽和土壤垂直入滲溶質(zhì)運移的有限體積數(shù)值模型，并利用該模型對垂直入滲實驗過程進行數(shù)值模擬。模擬結(jié)果比較準確。 3.實驗部分，采