完全可压缩渗流驱动问题的特征线有限元方法及其误差分析

多孔介质中渗流驱动问题数值方法的研究，对合理经济地开发油田，了解地下油水运动规律有一定意义。特征线法结合差分或有限元法解渗流问题，在理论和应用上获得了成功３－５，但还有很多问题需进一步研究２．前人研究多是假定流体不可压或微可压，本文研究一类完全可压缩两相驱动问题。采用特征线法与有限元法相结合，构造并分析了全离散数值格式，基于周期性假设，证明了最优Ｌ２模误差估计。     

对流扩散方程一类改进的特征线修正有限元方法

１引言在地下水污染,地下渗流驱动,核污染,半导体等问题的数值模拟中,均涉及抛物型对流扩散方程（或方程组）的数值求解问题．这些对流扩散型偏微分方程（或方程组）具有共同的特点：对流的影响远大于扩散的影响,即对流占优性,对流占优性给问题的数值求解带来许多困难,因此对流占优问题的有效数值解法一直是计算数学中重要的研究内容．用通常的差分法或有限元法进行数值求解将出现数值振荡．为了克服数值振荡,提出各种迎风方法和修正的特征方法并在这些问题上得到成功的实际应用、８０年代,Ｄｏｕｇｌａｓ和Ｒｕｓｓｅｌｌ［２］等…     

油、水两相渗流驱动问题的离散算子法及其数值分析

本文应用离散算子法解决油、水两相渗流驱动问题的数值模拟并进行了理论分析.最后我们根据油田的实际地质参数进行了模型试算,并对结果进行分析.对于单相渗流数值模拟的理论分析我们已有工作.对于不考虑毛细管力的弹性驱动问题的有限元方法我们已有工作.     

解Burgers方程的部分迎风有限元法与离散极值原理

1．引言有限元方法在近年来已被广泛用于流体力学计算．作为流体力学的一个重要模型，对流扩散方程已被许多数值分析工作者广泛研究，并有很多论著（例如【11）．在众多的方法中，出现了一系列适用于对流占优情形的有限元方法．例如Petrov－Galerkin有限元法，特征有限元法，流线扩散法，特征一P轨rOV－Gal＊化ill有限元法等都是著名的方法【‘一司．除了上述提到的方法，还有一类迎风有限元法值得注意［D－9］．这类方法易于实现，适用于多维问题，尤其是它们保留了原问题的两个重要性质：极值原理以及质量守衡原理．显然，无论从物理或…     

可压缩两相驱动问题的迎风差分格式及其理论分析

对石油渗流中的可压缩两相渗流驱动问题，提出新的二阶迎风差分格式，利用变分形式，能量方法、微分方程先验估计的理论和技巧，得到最佳阶ι^2误差估计，该方法已应用到海水入侵、防治和油资源评估的数值模拟中。     

对流扩散方程区域分裂特征差分方法

1引言对流扩散方程是许多物理问题的数学模型,研究其稳定的数值解法具有重要的应用价值．而标准的差分法和有限元法通常会失效,出现数值振荡．80年代,Douglas和Russel提出了特征线方法,在一定程度上克服了数值振荡,保证了数值的稳定,尤其对“对流占优”问题,更能突出特征法的优越性,并有了大量的理论成果[1,2,3]．区域分裂是一种解决大规模的科学与工程计算问题的有效方法,Dawson,Du和Dupont对热传导方程给出了非重叠区域分裂格式及分析,由于内边界的显格式,需要一定的稳定性条件Δt≤CH2;而Du等在[5]给出了抛物方程的几种区域分裂格式,对区域分裂法的     

整周期复合材料弹性结构的有限元计算

1．引言周期性复合材料与周期结构的弹性力学问题，由于其材料特征剧烈振荡，且周期很小，问题相当复杂，除了一些特殊的和简单的问题可以用解析法求解外，多数问题很难或不可能用解析法求解，需要采用数值方法计算，有限元法无疑是最有效的方法之一．用细观力学方法研究复合材料的力学问题时，需要涉及纤维的排列情况，纤维和基体的性能，界面的分布情况，以及细观的几何参数和物理参数等．由于复合材料细观构造的不均匀性和不规则性，损伤和缺陷的存在，以及许多难以精确测定的因素，使得复合材料的细观力学问题十分复杂，不作出一些简化…     

关于求解二相渗流的平面问题的一类新方法

本文提出一类求解二相平面渗流问题的新方法:用有限元法求解关于压力分布的椭圆型方程,然后利用所得的对压力梯度的半解析解,根据已有的饱和度沿流线传播的精确公式求得饱和度场.其主要特点和优点是能克服通常的数值模拟方法所具有的数值弥散,给出准确清晰的水驱油前沿饱和度间断面的位置,并且完全避免了通常必须与压力方程联立求解或交替求解的饱和度方程,从而使计算工作量大大减少.     

一类可压缩流体驱动问题的有限元方法

多孔介质中渗流驱动问题数值模拟的研究,在采油及许多工程技术领域中有重要意义;一般这类问题对应的数学模型是关于压力、浓度的耦合方程组;不可压缩流体驱动问题有限元、混合元方法在[1,2,8,9]中曾得了成功的研究,文[3,4]研究了一类微可压缩问题,但其理论分析是基于系数函数(浓度的非线性泛函)有不依赖浓度的正的上、下界等     

两相渗流问题特征混合元数值模拟方法

本文提出求解两相渗流问题的一类克服数值弥散的特征混合元方法,用混合元法求解压力方程,利用后退特征线方法导出饱和度沿流线的移动;证明了格式的L_∞稳定性和收敛性,并给出最优阶的误差估计。     

二维发展型对流占优扩散方程的FD-SD法的后验误差估计

引言 对流占优扩散问题是流体力学中一个典型的模型问题,对其数值求解始终是众多学者相当关心的课题．［１１］中指出,即使对于线性问题,通常其解在外流边界附近也会产生剧烈变化．倘若在内流边界上所给出的边值函数存在不连续点时,则在沿过此不连续点的特征线（流线）附近会出现断层．因此在数值求解对流占优扩散问题时,尽管标准有限元法具有高阶精度,但常产生数值剧烈振荡Ｓ而古典人工粘性Ｇａｌｅｒｋｉｎ法虽具有较好的稳定性,但仅具有一阶精度．流线扩散法（Ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ　 Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ,简称 ＳＤ…     

线性对流占优扩散方程的扩展特征混合有限元法

本文针对线性对流占优扩散方程提出了一种新型数值模拟方法一扩展特征混合有限元法,即对对流部分沿特征线方向离散,而对扩散部分采用扩展混合有限元方法,同时高精度逼近未知函数,未知函数的梯度及伴随向量函数,通过严格的数值分析,得到其最优L^2模误差估计。     

Numerical Analysis of Time Fractional-Order Unsaturated Flow and Its Application北大核心CSCD

非饱和渗流过程的数值模拟对土质边坡稳定性分析、地下污染物迁移模拟等众多领域有着重要的意义。Richards方程由于其普遍适用性被广泛地应用,然而Richards方程所描述的渗流过程并未考虑在自然环境和实验中存在的反常扩散现象。针对这一问题,该文结合Caputo导数得到了具有更广泛渗流意义的时间分数阶Richards方程,采用有限差分法得到其离散格式并采用Picard法迭代求解,以及对分数阶参数和土水特征曲线进行了敏感性分析。最后,结合土柱入渗实验数据,比较了不同土水特征曲线下时间分数阶Richards方程得到的数值解。结果表明,VGM模型的时间分数阶Richards方程与实测数据具有更好的拟合效果,能够更好地描述地下水在非饱和土中的渗流过程。     

多孔介质中两相不可压缩不易混溶渗流问题的特征配置法

多孔介质中两相不可压缩不易混溶渗流问题是非线性偏微分方程的耦合系统,其中压力方程是椭圆的用配置法逼近,而饱和度方程是对流占优的抛物方程,用特征配置法来逼近,并且证明了数值解的存在唯一性,最后得到了最优的误差估计.     

Navier-Stokes方程的G/L-S有限元逼近的迭代算法的收敛性

1 引 言 在数值模拟流动问题的有限元逼近中,为了克服通常Galerkin方法出现的稳定性差的缺陷。80年代初,Hughes、Johnson等人提出了用于对流占优流动问题求解的流线迎风Petrov-Galerkin方法(或流线扩散法),简称SUPG(或SD)方法。SUPG(SD)方法本质上既不同于经典的迎风方法,又不同于通常的Galerkin方法。它是一种具有相容性(达到最佳逼近精度)和附加稳定性特点的稳定化有限元法。 受SUPG方法的影响,流动问题的稳定化有限元法成了近年来一个重要的研究课     

解高维广义BBM方程的谱方法和拟谱方法

在非线性色散介质的长波研究中,Benjanin,Bona和Mahony等人提出并讨论了BBM方程。这类方程在许多数学物理问题中出现,如热力学中的双温热传导问题、在岩石裂缝中的渗流问题等,因而引起了人们的重视。之后,Goldstein,Avrin,郭柏灵等进一步研究了高维广义BBM方程。这类方程的数值分析很多,但主要是差分法和有限元法,如[9-10],[11]在一维情形下用谱方法和拟谱方法作了研究。本文讨论高维     

多层油资源运移聚集的数值模拟和实际应用

研究了三维问题的石油地质和渗流力学特征。提出了数学模型,构造了新的算子分裂隐式迭代格式,并成功地对胜利油田东营凹陷(厚层)和惠民凹陷(多层)带断层和通道的实际问题进行了大规的数值模拟计算。计算结果在油藏位置等方面和实际情况相吻合,完整地解决了这一石油地质和渗流力学的国际着名问题。     

由于波响应反演声阻抗的特征带方法

1．引言子波激发下的反演问题通常是不适定的，如何构造稳定、高效的算法是反问题研究中的重要课题．当前的波动方程反演方法主要有两类：特征线方法和最优化方法［1］．特征线方法是数值求解波动方程反问题的一种重要而有效的方法，它的基本思想是沿着波动方程上、下行波的特征传播方向逐层推进，并按照因果律求解．关于这方面的早期工作可参看［7］．在［2］中证明了脉冲激发下一维波动方程系数反问题的适定性，为这一方法提供了理论基础．随后，［4］讨论了特征线方法的差分计算的收敛性，［5，6］提供了成功的数值计算实例．近来人们逐…     

对流占优扩散方程的特征线楔形基无网格法

本文研究了一维对流占优扩散方程的初边值问题.利用特征线法与楔形基无网格法,获得了特征线楔形基无网格显格式与隐格式算法.数值实验表明算法具有精度高、计算简单等优点.     

具有自由边界的二维渗流问题

渗流的自由边界问题是工程上很受关注的问题．现有的数值分析方法需事先估计边界形态，逐次逼近．本文采用“变分不等式”的模式，结合有限元方法研究有自由边界的渗流问题，在整个结构区域内作有限元剖分，避免了传统的有限元分析中估计自由边界、反复修正计算区域的迭代过程．本文方法为简单而快速地分析渗流自由边界问题提供了一条有效的途径．