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盐碱土分布十分广泛,治理改良盐碱土以及防止土壤次生盐渍化是一个遍布全世界的重要问题。土壤盐渍化与地下水水位有着密切关系。将排水系统控制水盐动态,转化成控制地下水位。所以,对农田排水条件下盐碱地的地下水运动规律的研究是十分有必要的。反映农田排水规律的数学模型一般都是非线性偏微分方程。对于一个描述实际的、较为复杂条件下的农田排水的数学模型来说,一般是很难找出其解析解,为了研究较为复杂条件下的排水问题,目前最有效的方法就是利用数值计算。而且传统的解析解在研究过程中大多数是把非线性方程化为线性方程后再简化求其解析解,这样研究的结果方便应用,但经过多次简化会使计算精度降低,因此在目前的研究中采用数值求解方法,可以有效地达到减少误差的目的,特别是针对非线性方程。本文引入了比较简单实用的径向基配点型无网格法对农田排水问题进行数值模拟和求解。
主要结论和初步成果如下:
1、将径向基配点法用于一维蒸发排水模型,推导了一维蒸发排水问题的无网格算法,并进行了数值模拟计算,从计算结果可以得出,本文数值方法和理论解吻合效果比有限元法和理论解吻合好。还利用具体的实例应用得出本文的方法较有限元方法和理论方法的误差小,对研究排水问题有一定的实际应用价值。并且证明了该算法的解的存在唯一性。
2、将径向基配点法用于一维入渗排水模型,推导了一维入渗排水问题的无网格算法,并进行了数值模拟计算,从计算结果可以得出,本文数值方法和理论解吻合效果比有限元法和理论解吻合好。可以用于一维入渗排水问题。并且证明了该算法的解的存在唯一性。
3、将径向基配点法用于二维蒸发排水模型,推导了二维蒸发排水问题的无网格算法,并进行了数值模拟计算,从计算结果可以得出,本文数值方法和理论解吻合效果比有限元法和理论解吻合好。还利用具体的实例应用得出本文的方法较有限元方法和理论方法的误差小,对研究排水问题有一定的实际应用价值。并且证明了该算法的解的存在唯一性。