[發(fā)明專(zhuān)利]基于滲流邊界和運(yùn)動(dòng)微分方程條件的滲流求解方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710496148.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107357759B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧應(yīng)發(fā);劉德富;王鵬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/13
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/13
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 俞琳娟

1.一種基于滲流邊界和運(yùn)動(dòng)微分方程條件的滲流求解方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1.對(duì)研究對(duì)象的宏觀幾何特征進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，并建立相對(duì)應(yīng)的幾何特征描述方程；

步驟2.研究所述研究對(duì)象的滲流系數(shù)分布特征，建立所述研究對(duì)象在研究區(qū)域的滲流系數(shù)分布方程；

步驟3.研究所述研究對(duì)象的邊界條件流量、水頭特征，并建立相對(duì)應(yīng)的邊界條件流量、水頭的表示方程；

邊界條件流量、水頭表達(dá)式為：

(I)第一類(lèi)邊界條件：如果在某一部分邊界S₁上，各點(diǎn)在每一時(shí)刻的水頭都是已知的，這部分邊界稱(chēng)為第一類(lèi)邊界，相應(yīng)的邊界條件表示為：

式中，H：水頭，已知函數(shù)，x，y，z：坐標(biāo)，t：時(shí)間；

(II)第二類(lèi)邊界條件：當(dāng)知道某一部分邊界S₂單位面積上流入的流量q₁時(shí)，這部分邊界稱(chēng)為第二類(lèi)邊界，相應(yīng)的邊界條件表示為：

式中，n為邊界S₂的外法線(xiàn)方向，q₁為已知函數(shù)，表示S₂的側(cè)向補(bǔ)給量，K為滲透系數(shù)；

(III)第三類(lèi)邊界條件：某邊界上H和的線(xiàn)性組合是已知的，這部分邊界稱(chēng)為第三類(lèi)邊界，相應(yīng)的邊界條件表示為：

式中，α，β為已知函數(shù)；步驟4.選取水頭的表示方程，使其滿(mǎn)足相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)微分方程、流量和水頭的邊界條件方程，并求解相對(duì)應(yīng)的各常系數(shù)；

針對(duì)二維穩(wěn)定滲流研究對(duì)象：

假設(shè)水頭表達(dá)式為：

H＝a₀+a₁x+a₂y+a₃x²+a₄xy+a₅y²+a₆x³+a₇x²y+a₈xy²+…(4)假設(shè)對(duì)應(yīng)的滲透系數(shù)方程為：

K_xx＝b_1，0+b_1，1x+b_1，2y+b_1，3x²+b_1，4xy+b_1，5y²+b_1，6x³+b_1，7x²y+b_1，8xy²+…(5)

K_yy＝b_2，0+b_2，1x+b_2，2y+b_2，3x²+b_2，4xy+b_2，5y²+b_2，6x³+b_2，7x²y++b_2，8xy²+…(6)

式中：a_i，b_1，i，b_2，i為常系數(shù)，i屬于零和整數(shù)；

滿(mǎn)足力的運(yùn)動(dòng)微分方程為：

在任意坐標(biāo)條件下，運(yùn)動(dòng)微分方程滿(mǎn)足的必要條件為相對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)系數(shù)為零，在假設(shè)滲透系數(shù)為常數(shù)情況下，由方程(7)可得一系列常系數(shù)方程，由此可以決定一定數(shù)量的常系數(shù)，進(jìn)而可以獲得研究對(duì)象的流量、水頭理論解。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于滲流邊界和運(yùn)動(dòng)微分方程條件的滲流求解方法，其特征在于：

在所述步驟1中，在所述研究對(duì)象的邊界為直線(xiàn)的情況下，該邊界的幾何特征描述方程為直線(xiàn)方程；在所述研究對(duì)象的邊界為曲線(xiàn)的情況下，該邊界的幾何特征描述方程為曲線(xiàn)方程。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于滲流邊界和運(yùn)動(dòng)微分方程條件的滲流求解方法，其特征在于：

在所述步驟3中，在進(jìn)行流量、水頭求解時(shí)，對(duì)于四面體、六面體在已知兩個(gè)面、三個(gè)面的情況下求解，對(duì)于三角形、四邊形、五邊形在已知兩個(gè)邊、三個(gè)邊的情況下求解，相對(duì)應(yīng)的其它面或邊的邊界條件流量、水頭按求解的特征加以計(jì)算。