非饱和渗流Richards方程数值求解的欠松弛方法  

Under-relaxation methods for numerical solution of Richards equation of variably saturated flow

作　　者：陈曦[1] 于玉贞[2] 程勇刚[3] 

机构地区：[1]北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044 [2]清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084 [3]武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉430072

出　　处：《岩土力学》2012年第S1期237-243,共7页Rock and Soil Mechanics

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.50879039);973计划课题资助(No.2010CB732103);中央高校基本科研业务费专项资金资助(No.2011JBM070)

摘　　要：非饱和土渗流理论是岩土工程问题的基础理论,在土石坝渗流、污染物传输、冻土渗流相变和边坡稳定分析等领域有着广泛的应用。非饱和土渗流Richards方程的数值求解过程中,某些参数如水力传导系数计算不当可能引起非线性方法,如Picard方法或Newton方法的迭代收敛震荡,从而导致非线性迭代方法收敛缓慢和精度降低。为了消除或降低迭代收敛震荡对求解精度和计算性能的影响,目前主要采用欠松弛方法。通过一维入渗算例和二维非均质土坝渗流算例演示已有欠松弛方法的局限性,进而提出新的短项混合欠松弛法,并对其实用性和可靠性进行验证。非饱和土渗流理论是岩土工程问题的基础理论,在土石坝渗流、污染物传输、冻土渗流相变和边坡稳定分析等领域有着广泛的应用。非饱和土渗流Richards方程的数值求解过程中,某些参数如水力传导系数计算不当可能引起非线性方法,如Picard方法或Newton方法的迭代收敛震荡,从而导致非线性迭代方法收敛缓慢和精度降低。为了消除或降低迭代收敛震荡对求解精度和计算性能的影响,目前主要采用欠松弛方法。通过一维入渗算例和二维非均质土坝渗流算例演示已有欠松弛方法的局限性,进而提出新的短项混合欠松弛法,并对其实用性和可靠性进行验证。

关 键 词：非饱和渗流 RICHARDS方程 有限元 迭代收敛震荡 欠松弛法 

分 类 号：P634.1[天文地球—地质矿产勘探] TU45[天文地球—地质学]