基于精细时程积分的两相介质波动问题时域解法

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本论文将精细时程积分方法引入流体饱和两相多孔介质(以下简称饱和两相介质)的波动问题,建立饱和两相介质波动问题的一种新的时域解法,并对该方法的相关特性进行研究和讨论。主要研究工作及取得的主要研究结论为:  1.针对u-p格式的饱和两相介质波动方程,采用精细时程积分并结合基于向后差分得到的流体压力递推计算格式,建立了饱和两相介质波动问题时域求解的精细积分方法。通过数值算例验证了该方法的正确性。该方法避免了矩阵求逆,有助于计算效率的提高。  2.进行了基于不同积分格式的精细积分算法计算精度的对比研究。分别应用梯形积分,辛普生积分,科茨积分和高斯积分四种直接积分法求解特解的积分项,构成不同的精细积分方法对这些的计算精度进行对比研究。结果表明:梯形积分格式算法精度最差,其他几种积分格式算法都具有较好的计算精度,其数值结果与理论较为接近,且几种积分格式算法的精度相差不大。  3.进行了基于不同高斯积分点数目的精细时程积分算法计算精度的对比研究。分别研究选取高斯积分点数目为n=2,3,4三种不同情况,计算非齐次方程特解项对计算精度进行对比研究,结果表明:当高斯积分点n=3时数值计算结果已与理论解比较接近,即计算精度基本可以满足要求,当高斯积分点数目n=4时,计算精度提高不明显,但计算量明显增加。  本文研究工作表明,作为一种具有较高计算精度与计算效率的方法,精细时程积分方法可以应用于饱和两相介质波动问题的时域求解,计算两相介质的动力反应时程。
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