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A finite element method using a bounded auxiliary variable for solving the Richards equation
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DOI：10.1016/j.jcp.2026.115127.png)
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摘要
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Richards方程是一种非线性椭圆抛物型方程，广泛应用于多孔介质入渗建模。我们通过引入一个新的有界辅助变量来消除方法弱形式中的无界项，开发了一种求解Richards方程的有限元方法。该形式采用半隐式方案进行离散化，并使用Newton法求解得到的非线性系统。我们的方法消除了正则化技术的需要，并在处理干燥和完全饱和区域方面具有优势。在所提出的技术中，使用非重叠Schwarz区域分解方法对分层土壤中的入渗进行建模。我们应用所提出的方法求解Richards方程，使用Havercamp和van Genuchten模型进行毛细压力建模。进行了数值实验来验证所提出的方法，包括在初始介质完全干燥的纤维片中的流动建模测试、具有完全饱和和干燥区域的两种情况，以及分层土壤中的入渗问题。数值结果表明所提出的数值方法的稳定性和准确性。在完全干燥区域存在的情况下，数值解保持为正。数值研究清楚地表明了所提出方法有效预测非饱和土壤中流动动态的能力。
Keyword:
Richards equation
Unsaturated flow
Finite element method
Domain decomposition
Mass conservation
Heterogeneous porous media
期刊
IF:
3.8
论文数:
1.6W
被引数:
7.4W
机构
引用论文
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