| Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста помоги Улучши это или обсудите эти вопросы на страница обсуждения. (Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны) | Эта статья слишком полагается на Рекомендации к основные источники. Пожалуйста, улучшите это, добавив вторичные или третичные источники. (Октябрь 2020) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
| Эта статья может чрезмерно полагаться на источники слишком тесно связан с предметом, потенциально препятствуя публикации статьи проверяемый и нейтральный. Пожалуйста помоги Улучши это заменив их более подходящими цитаты к надежные, независимые сторонние источники. (Октябрь 2020) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
(Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
MODFLOW моделирование
MODFLOW это Геологическая служба США модульный конечно-разностный модель потока, которая представляет собой компьютер код который решает то уравнение потока грунтовых вод. Программа используется гидрогеологи имитировать поток грунтовые воды через водоносные горизонты. В исходный код является свободный программное обеспечение общественного достояния,[1] написано в основном на Фортран, и может компилироваться и запускаться на Майкрософт Виндоус или же Unix-подобный операционные системы.
3-х мерная сетка
С момента первоначальной разработки в начале 1980-х годов,[2] Геологическая служба США выпустила четыре основных релиза и теперь считается де-факто стандартный код для моделирования водоносного горизонта. Есть несколько активно развивающихся коммерческих и некоммерческих графический пользовательский интерфейс для MODFLOW.
MODFLOW был сконструирован по модульному принципу. Это означает, что он обладает многими атрибутами того, что стало называться объектно-ориентированным программированием. Например, возможности (называемые «пакетами»), которые имитируют оседание, озера или потоки, могут быть легко включены и выключены, а время выполнения и требования к хранению этих пакетов полностью исчезнут. Если программист хочет что-то изменить в MODFLOW, чистая организация облегчит это. Действительно, инновации такого рода - это именно то, что ожидалось при разработке MODFLOW.
Важно отметить, что модульность MODFLOW позволяет писать разные пакеты, которые предназначены для решения одной и той же цели моделирования разными способами. Это позволяет тестировать различия во мнениях о том, как функционируют системные процессы. Такое тестирование является важной частью мульти-моделирования или проверки альтернативных гипотез. Такие модели, как MODFLOW и СУММА, программа от NCAR, которая имитирует поверхностные процессы, такие как ливневый сток и эрозия оврагов, делает этот вид тестирования более точным и контролируемым. Это происходит потому, что другие аспекты программы остаются неизменными. Тесты становятся более точными, потому что они менее подвержены бессознательному влиянию других числовых и программных различий.
Уравнение потока грунтовых вод
Управляющий уравнение в частных производных для замкнутого водоносного горизонта, используемого в MODFLOW:
![{frac {partial} {partial x}} left [K _ {{xx}} {frac {partial h} {partial x}} ight] + {frac {partial} {partial y}} left [K _ {{yy}} {frac {partial h} {partial y}} ight] + {frac {partial} {partial z}} left [K _ {{zz}} {frac {partial h} {partial z}} ight] + W = S_ { {S}} {frac {partial h} {partial t}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ec0d3d32464413521a1ce2a53411d441e93a3c55)
куда
,
и
ценности гидравлическая проводимость вдоль Икс, у, и z оси координат (L / T)
потенциометрический голова (L)
это объемный поток на единицу объема, представляющего источники и / или стоки воды, где отрицательный ценности извлечения, и положительный ценности инъекции (Т−1)
это конкретное хранилище пористого материала (L−1); и
время (T)
Конечная разница
В конечная разница форма частного дифференциала в дискретизированный домен водоносного горизонта (представленный строками, столбцами и слоями):

куда
это гидравлическая головка в камере я,j,k на временном шаге м- резюме, CR и CC гидравлические проводимости или проводимости ответвлений между узлами я,j,k и соседний узел
- сумма коэффициентов напора от источника и стока
- сумма констант из источников и стоков, где
вытекает из системы грунтовых вод (например, насосная) и
поток (например, впрыск)
это конкретное хранилище
размеры ячейки я,j,k, которые в умножении представляют объем ячейки; и
время на временном шаге м
Это уравнение формулируется в систему уравнений, которую необходимо решить следующим образом:

куда

или в матричной форме как:

куда
- А - матрица коэффициентов напора для всех активных узлов в сетке
- вектор значений напора в конце временного шага m для всех узлов сетки; и
- вектор постоянных членов, RHS, для всех узлов сетки.
Ограничения
- Вода должна иметь постоянную плотность, динамическая вязкость (и следовательно температура ) во всей области моделирования (МОРСКАЯ ВОДА представляет собой модифицированную версию MODFLOW, которая предназначена для зависящих от плотности потока и переноса грунтовых вод)