复杂裂隙网络无压渗流分析的变分不等式提法

作者：姜清辉; 叶祖洋; 姚池; 周创兵

来源：中国科学:技术科学 , 2012, (11): 1339-1350.

• 裂隙网络
• 渗流
• 自由面
• 变分不等式
• Signorini型条件

通过对仅适用于湿区裂隙渗流的Darcy定理进行延拓处理,并将潜在溢出面归纳为Signorini型互补边界条件,建立了定义在裂隙网络全域上无压渗流问题的偏微分方程(PDE)提法.为了减小试探函数的选取难度和消除溢出点的奇异性,进一步发展了与PDE提法等价的变分不等式(VI)提法,并给出了离散型变分不等式提法的有限元数值求解格式、迭代算法与计算流程.由于使用了连续型的Heaviside函数代替阶跃型函数,避免了对位于过渡区域裂隙单元进行积分时形成的数值跳跃,从而显著提高了有限元数值求解过程中的稳定性.典型算例的计算结果验证了该方法的有效性和可靠性,并表明基于离散裂隙网络模型的无压渗流分析不但可以较...

• 单位
  建筑工程学院; 水资源与水电工程科学国家重点实验室; 武汉大学