基于自适应松弛Picard法的高效非饱和渗流有限元分析

摘要：

有效地模拟非饱和渗流过程对土质边坡稳定性分析、土石坝渗流、污染物迁移等众多领域有着重要的意义.描述非饱和渗流的Richards方程是具有强烈非线性的偏微分方程,通常需要采用有限元等数值方法并结合有效的迭代方法进行求解.Picard迭代法是实用的非线性计算方法,在非饱和渗流领域应用广泛,但经常会出现收敛震荡、速度缓慢和精度降低的问题.为提高计算性能,结合有限元法提出了一种高效的自适应松弛Picard法.通过模拟一维和二维渗流算例,并与传统方法的结果进行对比,对算法和程序的准确性、高效性和鲁棒性进行了验证.测试结果表明,该方法可以在保证计算精度的同时有效地减少数值震荡,提高收敛速度.研究成果对非饱和渗流有限元程序的开发和应用有一定的参考价值.

关键词：非饱和渗流、有限元、Picard法、自适应松弛、非线性

所属期刊栏目：37

分类号：TV139.16(水利工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金No.51239010,No.11302243.This reseach was supported by the National Natural Science Foundation of China 51239010,11302243.

在线出版日期：2016-03-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：256-262