地下水流有限差分計(jì)算可視化系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、有限差分法是一種重要的數(shù)值計(jì)算方法。該方法的應(yīng)用使水文地質(zhì)學(xué)計(jì)算得到了迅速發(fā)展。當(dāng)前科學(xué)計(jì)算可視化是水文地質(zhì)計(jì)算領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。本文采用有限差分法，并結(jié)合可視化技術(shù)，解決水文地質(zhì)計(jì)算領(lǐng)域的部分滲流問題，對(duì)實(shí)際工作有重要意義。實(shí)際的水文地質(zhì)條件往往是比較復(fù)雜的，用解析法求解很困難，數(shù)值法為研究這類問題開辟了新的途徑。它以地下水滲流理論為基礎(chǔ)，從整個(gè)計(jì)算區(qū)域的水量平衡或質(zhì)量守恒出發(fā)，建立反映整個(gè)計(jì)算區(qū)域地下水運(yùn)動(dòng)狀況的數(shù)學(xué)模型。有限

2、差分法是數(shù)值模擬最早采用的方法，該方法把控制方程中的導(dǎo)數(shù)用網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的函數(shù)值的差商代替，邊界條件、初始條件也相應(yīng)地做類似代替，從而建立以網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的值為未知數(shù)的代數(shù)方程組。其數(shù)學(xué)概念直觀，表達(dá)簡單，是發(fā)展比較成熟的數(shù)值方法。 本文以有限差分法為基礎(chǔ)，采用面向?qū)ο蟮乃枷?，以Visual Basic6.0為開發(fā)平臺(tái)，研發(fā)了關(guān)于地下水流計(jì)算的可視化系統(tǒng)。系統(tǒng)從功能上被劃分為前處理、有限差分計(jì)算、后處理三大模塊。前處理階段主要完成了矩形

3、網(wǎng)格剖分和不規(guī)則三角網(wǎng)格剖分。不規(guī)則三角網(wǎng)的生成采用逐點(diǎn)插入法。計(jì)算階段結(jié)合實(shí)際水文地質(zhì)條件，選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，以有限差分法為基礎(chǔ)，完成一維、二維承壓穩(wěn)定流及非穩(wěn)定流計(jì)算的分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。后處理階段，采用ActiveX Automation技術(shù)，在VB下與Surfer接口進(jìn)行嵌入式編程，快速高效地繪制出等水頭線圖及立體表面圖。采用OpenGL技術(shù)，繪制出非穩(wěn)定流的水頭變化曲線。本系統(tǒng)以承壓含水層二維非穩(wěn)定流為工程實(shí)例對(duì)系統(tǒng)主要功能進(jìn)