饱和多孔介质中水力-力学-传质耦合过程的混合有限元法

作者：武文华; 李锡夔

来源：岩土力学, 2009, (05): 1477-1482.

DOI：10.16285/j.rsm.2009.05.007

• 水力-力学-传质
• 饱和土
• 特征线法
• 混合元
• 一点积分 hydro-mechanical-mass transfer
• saturated soils
• characteristic method
• mixed finite element method
• one point quadrature

对饱和多孔介质提出了一个含溶混污染物输运(传质)过程的混合元方法,其中污染物输运过程数学模型包含了对流、机械逸散、分子弥散和吸附等机制。固相位移、应变和有效应力,孔隙水压力、压力空间梯度和Darcy速度,污染物浓度、浓度空间梯度和浓度流量在单元内均为独立变量分别插值。基于胡海昌-Washizu三变量广义变分原理,结合可以滤掉虚假振荡的特征线方法,推导出饱和土中水力-力学-传质耦合问题控制方程的单元弱形式,并导出了混合元计算公式。数值模拟证明了所提出的方法可以提供与传统4点积分方案同样精度,同时能够提高计算效率。