异质地层稳定渗流场随机多尺度有限元模拟研究

作     者：夏艳华 

作者机构：安徽理工大学土木学院安徽淮南232001 

出 版 物：《皖西学院学报》 (Journal of West Anhui University)

年 卷 期：2012年第28卷第5期

页      面：116-121页

学科分类：070904[理学-构造地质学] 0709[理学-地质学] 07[理学] 

主　　题：异质多尺度地层 稳定渗流场 SHMFE Karhunen-Loμeve分解 随机配点法 

摘      要：为了模拟异质多尺度地层稳定渗流场,提出了一种结合有限元异质多尺度法(FEHM)与随机配点法(SCM)的随机异质多尺度有限元法(SHMFE)。目前,研究此类问题的主要手段是随机有限元法(SFE),但是这类方法无法从本质上表达地层属性的异质多尺度问题。当地层属性如渗透系数的异质性所在的尺度远远小于研究区域时,运用传统的方法模拟其异质性需大量计算资源,以现有物质基础是一个不可完成的任务。SHMFE能有效地解决这类多尺度不均匀问题。首先运用Karhunen-Loμeve(KL)分解在细尺度上将对数渗透系数Y=lnKε进行展开,然后采用耦合广义多项式混沌的SCM法离散问题概率空间使之成为确定性问题,如果KL展开有多个随机变量,则采用稀疏随机配点法;最后采用FEHM法求解此确定性问题。计算实例表明,相对于传统的SFE,SHMFE能利用更少的计算资源有效地模拟本质上多尺度的渗流问题。