地下水流有限差分計算可視化系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、有限差分法是一種重要的數(shù)值計算方法。該方法的應用使水文地質(zhì)學計算得到了迅速發(fā)展。當前科學計算可視化是水文地質(zhì)計算領(lǐng)域的一個重要研究方向。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)計算領(lǐng)域的部分滲流問題，對實際工作有重要意義。實際的水文地質(zhì)條件往往是比較復雜的，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)，從整個計算區(qū)域的水量平衡或質(zhì)量守恒出發(fā)，建立反映整個計算區(qū)域地下水運動狀況的數(shù)學模型。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數(shù)用網(wǎng)格節(jié)點上的函數(shù)值的差商代替，邊界條件、初始條件也相應地做類似代替，從而建立以網(wǎng)格節(jié)點上的值為未知數(shù)的代數(shù)方程組。其數(shù)學概念直觀，表達簡單，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，研發(fā)了關(guān)于地下水流計算的可視化系統(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)的生成采用逐點插入法。計算階段結(jié)合實際水文地質(zhì)條件，選擇適當?shù)臄?shù)學模型，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)定流計算的分析、設(shè)計和實現(xiàn)。后處理階段，采用ActiveX Automation技術(shù)，在VB下與Surfer接口進行嵌入式編程，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)定流為工程實例對系統(tǒng)主要功能進