一种基于单元局部坐标系求解二维孔隙渗流问题的数值方法

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	一种基于单元局部坐标系求解二维孔隙渗流问题的数值方法
	冯春; 李世海; 王理想
刊名	岩土力学
	2014
卷号	35 期号:2 页码:584-590
关键词	孔隙渗流数值方法局部坐标系体积模量饱和度
其他题名	A numerical method to solve pore seepage problems based on element local coordinate system
产权排序	中国科学院力学研究所;
英文摘要	将数值计算区域用三角形单元进行离散,并为每个单元构建局部坐标系。局部坐标系的X 轴为三角形单元某一条边的方向,局部坐标系的原点为该边的其中一个端点。在局部坐标系下,基于“格林公式”及达西定律推导了单元压力梯度及单元流速的解析表达式,给出了流经单元各棱及各节点的流量计算方法。形成了类似固体弹簧系统的渗流管道网络,建立了管道压差与流量的函数关系。将各单元局部坐标系下求得的流速及流量转换至整体坐标系,并在节点上进行凝聚。通过引入流体体积模量实现了节点渗透压力的显式求解,通过引入节点饱和度实现了非饱和问题的求解。基于局部坐标系的方法具有物理意义明确、求解过程简单等特点。通过在局部坐标系下构建管道压差与管道流量的对应关系,将有限元的渗透刚度矩阵简化为两个管道的渗透刚度值,从而节省了内存,提高了计算效率。4个数值算例的计算结果与理论解基本一致,表明了该方法在求解稳态、非稳态、饱和、非饱和渗流问题时的精度。
语种	中文
CSCD记录号	CSCD:5055939
资助机构	国家重点基础研究发展计划(973)项目资助(No.2010CB731506);; 国家科技支撑计划资助(No.2012BAK10B00);; 国家自然科学基金青年基金项目资助(No.11002146)
公开日期	2014-11-04
内容类型	期刊论文
源URL	[http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/49203]
专题	力学研究所_流固耦合系统力学重点实验室(2012-)
推荐引用方式 GB/T 7714	冯春,李世海,王理想. 一种基于单元局部坐标系求解二维孔隙渗流问题的数值方法[J]. 岩土力学,2014,35(2):584-590.
APA	冯春,李世海,&王理想.(2014).一种基于单元局部坐标系求解二维孔隙渗流问题的数值方法.岩土力学,35(2),584-590.
MLA	冯春,et al."一种基于单元局部坐标系求解二维孔隙渗流问题的数值方法".岩土力学 35.2(2014):584-590.