【摘 要】
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近年来,随着我国经济规模的提升,地上地下水资源开发量逐年提高,如何合理开发利用与保护地下水资源在一些地区非常迫切,一些地区地面河流或地下水环境污染问题也日趋严峻。因
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近年来,随着我国经济规模的提升,地上地下水资源开发量逐年提高,如何合理开发利用与保护地下水资源在一些地区非常迫切,一些地区地面河流或地下水环境污染问题也日趋严峻。因此,地下水或其它地下资源开采实践相结合的数值模拟分析方法,越来越受到国际社会各界的重视。基于数值计算方法进行地下水问题的模拟软件的开发也越来越多。在数值模拟方面,格子Boltzmann方法是一种有效的解决多孔介质内流体流动与溶质迁移问题的新型数值方法。该方法能够很好的处理复杂的边界条件,易于编程实现,并且能够实现并行运算。是目前一种处理地下模拟问题较理想的计算方法。本文基于Boltzmann方法,选用D3Q7-MRT模型对地下水问题进行模拟,实现了地下水渗流以及溶质运移问题的数值模拟。在对国内外采用该方法进行地下水流动数值模拟研究成果充分调研的基础上,提出了一些新的处理有复杂水文以及热物性参数的解决方法。在源项问题处理方面,本文提出了当抽/灌水井穿越多个含水层条件下的处理方法,源项与节点位置不重合情况下的简单处理方法。在各向异性以及多相界面存在情况下,本文实现了利用最新的文献处理方法处理含水层有不同水文物性参数的各项异性问题以及两种含水层之间的界面问题,实现了各向异性含水层中的水文与溶质运移计算。在以上理论方法的基础上,本文最后整合了渗流问题、溶质运移问题以及各向异性问题等模拟实际问题时需要的物理模型。提出了一套地下水流动与溶质运移问题的软件计算程序设计思路,为更进一步编写制作地下水模拟软件的工作打下了良好的基础。
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