QUICK格式在土壤水鹽運(yùn)移數(shù)值模擬中的應(yīng)用.pdf

1、非飽和土壤中的水分是聯(lián)系地表水與地下水的紐帶，是田間作物賴以生存的源泉。研究田間土壤水鹽運(yùn)移規(guī)律，對研究干旱半干旱地區(qū)土壤鹽分、水分的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)及合理灌溉，發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)尤為重要。 數(shù)值模擬是科學(xué)計(jì)算應(yīng)用于數(shù)學(xué)和工程技術(shù)的一個(gè)重要方面。本文應(yīng)用一種數(shù)值計(jì)算方法——有限體積法求解上述數(shù)學(xué)模型。該方法在土壤水鹽數(shù)值模型的求解目前應(yīng)用較少，但其在其他計(jì)算流體領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。有限體積法在粗網(wǎng)格情況下，對任意控制子區(qū)域以及整個(gè)計(jì)算區(qū)

2、域都能得到準(zhǔn)確的積分守恒，并可得到較為精確的計(jì)算結(jié)果。 本文以土壤動(dòng)力學(xué)、溶質(zhì)運(yùn)移原理為基礎(chǔ)，建立一維垂直入滲下的非飽和土壤水分和溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)學(xué)模型，采用有限體積方法對模型進(jìn)行數(shù)值求解。其中，對不同離散格式方法分別作對比計(jì)算。重點(diǎn)將QUICK格式作為對流項(xiàng)的離散格式引入計(jì)算土壤水鹽運(yùn)移模型。通過實(shí)驗(yàn)資料采用該格式對所建模型求解，驗(yàn)證了格式的合理性與可靠性。本文的主要工作有如下幾個(gè)方面： 1.應(yīng)用有限體積方法，將對流擴(kuò)散方程

3、在所劃分的控制體上積分，分析對比離散方程的對流項(xiàng)、擴(kuò)散項(xiàng)在數(shù)值計(jì)算過程中的優(yōu)缺點(diǎn)。QUICK格式在空間、時(shí)間步長為粗網(wǎng)格條件下，其數(shù)值解與解析解吻合較好。 2.建立了一維非飽和土壤水分垂直入滲的有限體積法數(shù)值模型，并利用該模型對實(shí)測實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果顯示，該方法是可行的、有效的。建立一維非飽和土壤垂直入滲溶質(zhì)運(yùn)移的有限體積數(shù)值模型，并利用該模型對垂直入滲實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行數(shù)值模擬。模擬結(jié)果比較準(zhǔn)確。 3.實(shí)驗(yàn)部分，采