|
1-2(81) 2014 МАТЕМАТИКА И МЕХАНИКА
С.С. Кузиков, А.А. Папин, А.Н. Сибин
Численное исследование профильной задачи внутренней эрозии в межмерзлотном водоносном слое
Рассматривается численное решение профильной задачи суффозии в межмерзлотном водоносном горизонте. Фильтрация подземных вод происходит в горизонте, который соприкасается с промерзшим песчаным грунтом. В процессе оттаивания грунта и при достижении определенной величины скорости фильтрации происходит вынос частиц грунта из области течения. В качестве математической модели используются уравнения сохранения массы для воды, подвижных твердых частиц и неподвижного пористого скелета, а также закон Дарси для воды и подвижных твердых частиц и соотношение для интенсивности суффозионного потока. В пункте 1 дается постановка задачи: на части границы области течения задаются условия непротекания, а на входе и выходе – давления. Кроме того, приведен краткий обзор моделей суффозии. В пункте 2 описан алгоритм численного решения профильной задачи движения воды и твердых частиц без учета деформации пористой среды. Задача сводится к системе из трех уравнений относительно пористости, давления водной фазы и концентрации твердых подвижных частиц. Для модельной задачи рассмотрена начально-краевая задача и построена конечно-разностная схема на основе метода переменных направлений. Проведены расчеты тестовой задачи, определены давление и скорость водной фазы. Сравнение найденной скорости с критической позволяет найти область суффозионного выноса.
DOI 10.14258/izvasu(2014)1.2-06
Ключевые слова: пористая среда, суффозия, фазовый переход, численный расчет, метод переменных направлений
Полный текст в формате PDF, 392Kb. Язык: Русский. КУЗИКОВ Сергей Семенович
кандидат физико-математических наук, профессор кафедры дифференциальных уравнений Алтайского государственного университета (Барнаул, Россия)
E-mail: sskuzikov@mail.ru
ПАПИН Александр Алексеевич
доктор физико-математических наук, профессор кафедры дифференциальных уравнений Алтайского государственного университета (Барнаул, Россия)
E-mail: papin@math.asu.ru
СИБИН Антон Николаевич
|