具有不确定孔隙率与渗透率的3D密度驱动地下水流动问题的求解
数值分析
2019-06-13 v2 数值分析
计算物理
摘要
由于地下水是重要的营养与灌溉资源，其污染可能导致灾难性后果。因此，对土壤与地下水含水层污染的精确建模极为重要。作为一个模型，我们考虑具有不确定孔隙率与渗透率的密度驱动地下水流动问题。该问题可能出现在地热储层模拟、天然咸水处置盆地、污染物羽流建模以及地下水流中。这一强非线性时变问题描述了两相流的对流。液体在重力作用下流动，形成所谓的“指进”。精确的数值解需要非结构网格的精细空间分辨率，因而需要高昂的计算资源。为此，我们在Shaheen II超级计算机上运行并行化仿真工具箱\myug，采用几何多重网格求解器。并行化在物理空间与随机空间中完成。此外，我们展示了\myug工具箱如何以黑箱方式运行以测试密度驱动流动中的不同情景。作为基准，我们在三维域中求解类Elder问题。对于随机空间的逼近，我们使用广义多项式混沌展开。我们计算了质量分数的均值、方差与超越概率。作为参考解，我们使用由拟蒙特卡洛方法获得的解。
引用
@article{arxiv.1906.01632,
title = {Solution of the 3D density-driven groundwater flow problem with uncertain porosity and permeability},
author = {Alexander Litvinenko and Dmitry Logashenko and Raul Tempone and Gabriel Wittum and David Keyes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.01632},
year = {2019}
}
备注
23 pages, 13 figures. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1905.01770