地下水?dāng)?shù)值模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：付登偉 創(chuàng)建時間：2015-10-10
地下水?dāng)?shù)值模擬的視頻教程
地下水?dāng)?shù)值模擬的實例教程
通過對案例模型的實操強化培訓(xùn)，不僅使學(xué)員掌握地下水?dāng)?shù)值模擬軟件GMS10.1的全過程實際操作技術(shù)的基本技能，而且可以深刻理解模擬過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以解決實際問題能力。同時為滿足環(huán)評從業(yè)人員進一步加強地下水?dāng)?shù)值模擬以解決《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則－地下水環(huán)境》（HJ 610－2016）實施過程中的困難。
培訓(xùn)目標：
1.掌握GMS的建模流程，包括三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)建模、直接建模及概念模型建模，熟悉軟件的基本操作。
2.掌握GMS基本模塊TIN、Solids、Modflow2000/2005、MT3DMS、MODPATH、PEST、SEAWAT在模擬地下水流動、地下水溶質(zhì)運移、質(zhì)點運移和海水入侵模塊的應(yīng)用過程。
3.掌握GMS模型輸出數(shù)據(jù)的處理，相關(guān)圖件的編制和模擬結(jié)果的三維可視化展示。
4.能夠利用數(shù)值模型進行均衡計算和地下水資源量評價。
5.領(lǐng)會最新地下水環(huán)境影響評價導(dǎo)則（HJ 610-2016），掌握地下水環(huán)評報告的撰寫提綱和撰寫要點。
6.通過手把手的5個實例操作指導(dǎo)和面對面討論交流，使學(xué)員能夠全流程掌握數(shù)值模擬方法，并能夠?qū)?em>模擬中出現(xiàn)的問題進行快速診斷處理。（請?zhí)崆芭渲脤W(xué)習(xí)所需軟件環(huán)境，所需自備）
課程內(nèi)容詳情
學(xué)時與證書頒發(fā)：
參加會議的學(xué)員可以獲得《地下水建模及環(huán)評技術(shù)應(yīng)用》專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)證書及學(xué)時證明，上網(wǎng)可查。
展開 1 引言
地下水是影響人類生存的關(guān)鍵因素，但不同學(xué)科研究地下水的側(cè)重點不同，巖土工程側(cè)重研究地下水對巖土的力學(xué)作用，而環(huán)境科學(xué)側(cè)重研究地下水的自然流動及其對周圍環(huán)境的生態(tài)影響。特別在中國，由于城鎮(zhèn)化速度過快，導(dǎo)致地下水超采和地下水污染的問題尤為嚴重，因此模擬地下水是環(huán)境科學(xué)的一個重要研究方向。Aquaveo GMS就是這樣一款偏向環(huán)境科學(xué)的地下水模擬系統(tǒng)。
如同Itasca, Rocscience一樣，Aquaveo也是從大學(xué)研究機構(gòu)脫離出來的私人公司。Aquaveo自1985年開始作為楊百翰大學(xué)(Brigham Young University)工程計算機圖形實驗室的一部分。1998年9月該實驗室進行了重組，改名為環(huán)境模擬研究實驗室(Environmental Modeling Research Laboratory, EMRL)。2007年4月，EMRL的主要軟件開發(fā)團隊作為Aquaveo, LLC進入私營企業(yè)，正式以公司名義進行商業(yè)運作。在該公司開發(fā)的三個與地下水相關(guān)軟件中，以地下水模擬系統(tǒng)GMS最為知名。這個筆記簡要引入GMS的最新版本10.5.12(11/09/2021)。
2 GMS特點
(1) 概念性建模
概念模型方法加快和簡化了模型的建立過程。GMS具有直觀的地下水建模界面，使用熟悉的GIS對象(點、弧和多邊形)可以快速構(gòu)建出高水平的模型，并根據(jù)需要輕松更新模型。對于具有簡單幾何形狀和邊界條件的模型，使用網(wǎng)格方法直接在網(wǎng)格中編輯數(shù)值。
(2) 三維可視化
GMS是在三維環(huán)境中進行地下水模擬最先進的軟件系統(tǒng)。
展開 建立了路基水熱耦合計算控制方程， 并通過 COMSOL 軟件二次開發(fā)實現(xiàn)了路基凍脹融沉問題的水熱耦合計算。本案例建立成二維模型，物理場采用兩個PDE模塊，分別表示水分場和溫度場，求解器在求解水熱耦合問題中采用瞬態(tài)求解器，總時長1年。通過本案例可以學(xué)習(xí)掌握凍土水熱場耦合模型，詳細案例和文檔文獻說明附后。
針對動水注漿中常用的2種速凝漿液，水泥–水玻璃漿液與高聚物改性水泥漿液，考慮漿液黏度時變特性，應(yīng)用有限元計算軟件COMSOL Multiphysics建立動水條件下裂隙注漿擴散的數(shù)值模型，研究動水條件下裂隙注漿擴散規(guī)律并分析不同黏度時變特性、初始動水流速與注漿速率對注漿擴散過程的影響。
采用VOF 法求解氣液界面,結(jié)合k-e湍流模型和動網(wǎng)格技術(shù)模擬物體入水這一簡單氣液固多相流流動。
浮體首先自由下落，流體浮力和粘性阻力在接觸液體后逐漸增大，加速度隨之減小，速度增加變緩，當(dāng)浮力與粘性阻力之和等于重力時，加速度等于零，達到最大下降速度，之后開始減小，直至減小到零，達到最大入水深度；接著物體緩慢上升，粘性阻力改變方向，當(dāng)再次接觸到液面后，浮力減小，速度增加變緩，當(dāng)浮力等于重力與粘性阻力之和時，達到最大上升速度，之后開始減小，直至減小到零，達到最大上升高度。浮體重復(fù)上述運動過程，且由于流體粘性，幅度逐漸衰減。
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地下水?dāng)?shù)值模擬的最新內(nèi)容
摘 要:［目的］旋轉(zhuǎn)空化器是通過高速旋轉(zhuǎn)的葉片在水中產(chǎn)生超空泡來滿足不同工程實際應(yīng)用需求，有必要對葉片形狀進行改良設(shè)計以提高其工作性能，探究葉型改良對空化器水動力學(xué)特性的影響。［方法］首先，針對旋轉(zhuǎn)空化器楔形葉片的原始葉型進行改良設(shè)計，建立葉片改型前、后旋轉(zhuǎn)空化器的三維幾何模型；然后，基于 ANSYS Fluent 軟件對原始葉型和改良葉型空化器在不同轉(zhuǎn)速下的自然空化流場開展數(shù)值仿真計算；最后，根據(jù)計算結(jié)果對二者的水動力學(xué)特性進行對比分析
基于機翼理論，分析導(dǎo)管水動力模擬失真的原因，并以質(zhì)量流量和體積力分布模型為切入點，提出修正思想和方法；然后，采用 RANS 方法探究經(jīng)質(zhì)量流量修正后的 2 種體積力分布模型的模擬精度。
01數(shù)值模擬方法
針對動水注漿中常用的2種速凝漿液，水泥–水玻璃漿液與高聚物改性水泥漿液，考慮漿液黏度時變特性，應(yīng)用有限元計算軟件COMSOL Multiphysics建立動水條件下裂隙注漿擴散的數(shù)值模型，研究動水條件下裂隙注漿擴散規(guī)律并分析不同黏度時變特性、初始動水流速與注漿速率對注漿擴散過程的影響。
1 引言
地下水是影響人類生存的關(guān)鍵因素，但不同學(xué)科研究地下水的側(cè)重點不同，巖土工程側(cè)重研究地下水對巖土的力學(xué)作用，而環(huán)境科學(xué)側(cè)重研究地下水的自然流動及其對周圍環(huán)境的生態(tài)影響。特別在中國，由于城鎮(zhèn)化速度過快，導(dǎo)致地下水超采和地下水污染的問題尤為嚴重，因此模擬地下水是環(huán)境科學(xué)的一個重要研究方向。Aquaveo GMS就是這樣一款偏向環(huán)境科學(xué)的地下水模擬系統(tǒng)。
如同Itasca
通過對案例模型的實操強化培訓(xùn)，不僅使學(xué)員掌握地下水?dāng)?shù)值模擬軟件GMS10.1的全過程實際操作技術(shù)的基本技能，而且可以深刻理解模擬過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以解決實際問題能力。同時為滿足環(huán)評從業(yè)人員進一步加強地下水?dāng)?shù)值模擬以解決《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則－地下水環(huán)境》（HJ 610－2016）實施過程中的困難。
建立了路基水熱耦合計算控制方程， 并通過 COMSOL 軟件二次開發(fā)實現(xiàn)了路基凍脹融沉問題的水熱耦合計算。本案例建立成二維模型，物理場采用兩個PDE模塊，分別表示水分場和溫度場，求解器在求解水熱耦合問題中采用瞬態(tài)求解器，總時長1年。通過本案例可以學(xué)習(xí)掌握凍土水熱場耦合模型，詳細案例和文檔文獻說明附后。
采用VOF 法求解氣液界面,結(jié)合k-e湍流模型和動網(wǎng)格技術(shù)模擬物體入水這一簡單氣液固多相流流動。
浮體首先自由下落，流體浮力和粘性阻力在接觸液體后逐漸增大，加速度隨之減小，速度增加變緩，當(dāng)浮力與粘性阻力之和等于重力時，加速度等于零，達到最大下降速度，之后開始減小，直至減小到零，達到最大入水深度；接著物體緩慢上升，粘性阻力改變方向，當(dāng)再次接觸到液面后，浮力減小，速度增加變緩
一些關(guān)于高壓水射流沖擊破壞煤巖體的模擬分析資料，與大家共享:v:
高壓水射流破碎煤巖體的數(shù)值模擬研究_胡波.pdf
高壓水射流破巖的數(shù)值模擬分析_倪紅堅.pdf
高壓水射流破巖規(guī)律的數(shù)值模擬研究_孫清德.pdf
基于SPH算法的高壓水射流破巖機理數(shù)值模擬_宋祖廠.pdf
筆者近日對某花崗巖石材開采中的光面爆破做數(shù)值模擬分析。
主要工藝流程：直徑為40mm的炮孔里面灌滿水，每根炮孔塞入一根6mm的導(dǎo)爆索，一次齊爆一排炮孔，最后花崗巖荒料就脫離出來，分離面非常整齊。
筆者對這個爆破過程做了數(shù)值模擬分析，采用導(dǎo)爆索和水共節(jié)點作為一個PART,與花崗巖流固耦合分析，流體、固體網(wǎng)格獨立。計算后，取水介質(zhì)中某單元，其pressure大概有45Mpa；取爆孔壁花崗巖某單元，其pressure
