非饱和土壤水流问题基于POD 方法的降阶有限体积元格式及外推算法实现

利用特征投影分解(proper orthogonal decomposition, 简记为POD) 方法对非饱和土壤水流问题的经典有限体积元格式做降阶处理, 建立一种具有足够高精度维数较低的降阶有限体积元格式, 并给出这种降阶有限体积元解的误差估计和外推算法的实现, 最后用数值例子说明数值结果与理论结果是相吻合的. 进一步表明了基于POD 方法的降阶有限体积元格式对求解非饱和土壤水流问题数值解是可靠和有效的.     

粘弹性方程全离散化有限体积元格式及数值模拟

本文利用有限体积元方法研究二维粘弹性方程, 给出一种时间二阶精度的全离散化有限体积元格式, 并给出这种全离散化有限体积元解的误差估计, 最后用数值例子验证数值结果与理论结果是相吻合的. 通过与有限元方法和有限差分方法相比较, 进一步说明了全离散化有限体积元格式是求解二维粘弹性方程数值解的最有效方法之一.     

Sobolev方程的全离散有限体积元格式及数值模拟

本文研究二维Sobolev方程的有限体积元方法, 给出一种全离散化有限体积元格式及其有限体积元解的误差估计,并用数值例子说明数值计算的结果与理论结果是相吻合的, 进一步说明了有限体积元方法比其他数值方法更优越.     

二维土壤溶质输运方程的有限体积元格式

本文导出二维的土壤溶质输运方程的有限体积元格式, 并分析其误差.通过数值例子说明, 有限体积元格式比有限元格式稳定.     

非饱和水流问题的迎风差分法及其数值模拟

本文考察了非饱和水流问题模型方程的守恒型迎风差分法.我们基于有限体积方法建立的非饱和流动的守恒形式,分别提出了一阶和二阶迎风差分格式,并对差分格式进行了误差估计,给出了收敛性定理.最后,数值模拟验证了计算格式的有效性.     

二维非饱和土壤水分运动方程的径向基配点差分法

针对二维非饱和土壤水分运动方程,将径向基配点法结合差分法构造了一种新的数值算法.该算法先采用差分法处理非线性项,再利用径向基函数配点法的隐格式求解方程,避免了因非线性项的存在导致不能直接使用配点法的现象,并且证明了该算法解的存在唯一性.通过对非饱和土壤水分运动的数值模拟,并采用试验数据对新算法进行了验证,模拟结果与试验结果非常吻合,表明该算法实用、有效.同时,比较分析了不同径向基函数以及不同算法的模拟精度,结果表明,与MQ函数和Guass函数相比,新的径向基函数具有更好的模拟精度,且相对于有限差分法和有限元法,本文提出的方法具有一定的优越性.     

非线性抛物型方程组的二次有限体积元方法及其误差估计

讨论基于三角形网格的二维非线性抛物型方程组的有限体积元方法,其中试探函数空间为二次Lagrange元,检验函数空间为分片常数函数空间,对问题的全离散格式证明了最优的能量模误差估计。最后给出一个相关数值算例以验证格式的有效性。     

土壤水流与溶质耦合运移问题的混合元-迎风广义差分法研究

本文研究了一维非饱和土壤水流与溶质耦合运移问题的数学模型, 建立了求其数值解的守恒混合元-迎风广义差分格式. 对非线性土壤水分入渗方程, 采用守恒混合元法进行离散模拟, 同时得到了土壤含水量和水分通量; 而对对流-扩散形式的溶质运移方程, 利用迎风的广义差分法离散求解. 且分析了解的存在唯一性, 并讨论了误差估计. 最后给出数值算例, 模拟结果表明利用本文格式来求解非饱和土壤水流与溶质耦合运移问题是可靠的, 且该格式具有稳定性和可实用性.     

二维土壤溶质输运方程基于POD方法的降阶CN有限体积元外推算法

利用Crank-Nicolson(CN)有限体积元方法和特征投影分解方法建立二维土壤溶质输运方程的一种维数很低、精度足够高的降阶CN有限体积元外推算法,并给出这种外推算法的降阶CN有限体积元解的误差估计和算法的实现.最后用数值例子说明数值结果与理论结果相吻合,并阐明这种降阶CN有限体积元外推算法的优越性.     

非线性对流扩散方程沿特征线的多步有限体积元格式

对于二维非线性对流扩散方程构造了沿特征线方向的多步有限体积元格式．关于空间采用二次有限体积元方法离散，关于时间采用多步法进行离散，获得了O(Δt^2 h^2)形式的误差估计．本文最后给出的数值算例表明了方法的有效性．     

非饱和水流问题的混合元法及其数值模拟

1.引 言 均质土壤中的地下水流动可归结为非饱和土壤水的流动,是土壤水未完全充满孔隙时的流动,是多孔介质流体运动的一种重要形式.非饱和流动的预报在大气科学、土壤学、农业     

非饱和土壤水流问题的CN有限元格式

首先给出二维非饱和土壤水流问题基于Crank-Nicolson(CN)方法的具有时间二阶精度的半离散化格式,然后直接从CN时间半离散化格式出发,建立具有时间二阶精度的全离散化CN有限元格式,并给出误差估计,最后用数值例子说明全离散化CN有限元格式的优越性.这种方法可以绕开关于空间变量的半离散化格式的讨论,提高时间离散的精度,极大地减少时间方向的迭代步,从而减少实际计算中截断误差的积累,提高计算精度和计算效率.     

守恒混合元法在模拟污染物运移过程中的应用

研究污染物在土壤中运移的时空规律,为土壤环境质量评价及污染预测和防治提供科学的根据与途径,具有重要的理论和实际意义.通过建立土壤中污染物运移问题的全离散守恒混合元格式,讨论了守恒混合元解的存在唯一性,并给出了误差估计.最后给出了数值算例,数值模拟结果表明,用该方法模拟污染物运移问题是合理有效的.     

二维非饱和水流的全离散广义差分格式分析及其数值模拟

建立二维非饱和水流问题的全离散广义差分格式,讨论了全离散广义差分解的存在唯一性,并给出最优误差估计的证明．最后给出数值算例,验证方法的有效性.     

非粘性土壤中溶质运移问题的守恒混合有限元法及其数值模拟

奉文建立了非粘性土壤水中溶质运移问题的守恒混合元格式,讨论了广义解和混合元解的存在唯一性,并给出了误差估计.数值模拟结果表叫,用该方法模拟溶质运移问题是合理有效的,不仅提高了通量的模拟精度,而且使计算稳定.     

A finite volume element formulation and error analysis for the non-stationary conduction–convection problem

The non-stationary conduction–convection problem including the velocity vector field and the pressure field as well as the temperature field is studied with a finite volume element (FVE) method. A fully discrete FVE formulation and the error estimates between the fully discrete FVE solutions and the accuracy solution are provided. It is shown by numerical examples that the results of numerical computation are consistent with theoretical conclusions. Moreover, it is shown that the FVE method is feasible and efficient for finding the numerical solutions of the non-stationary conduction–convection problem and is one of the most effective numerical methods by comparing the results of the numerical simulations of the FVE formulation with those of the numerical simulations of the finite element method and the finite difference scheme for the non-stationary conduction–convection problem.