水相作用下填埋气体迁移数值仿真及参数灵敏性研究

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垃圾填埋气体(LFG)的资源化利用作为控制其对周围环境污染的有效手段已得到了越来越广泛的关注。填埋气体的迁移过程是一种伴随多相多组分的非稳态渗流问题。将垃圾填埋场视为非饱和传输介质,建立了描述填埋气体迁移演化的气-水两相耦合数值模型。数值仿真结果表明:垃圾存放的年份越久,产量下降越缓慢。封场a年与封场b年后产量的比值同气体压力比值基本相同;随着饱和度(Sw)的增加,气体产量呈下降趋势。因此,在预测抽气量的过程不能忽略水相饱和度;提高固有渗透率(k)后气相压力梯度增大,气体的传输路径变宽,同时,填埋气
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偏微分方程(PDEs)是大规模科学工程计算与数值仿真中的基本数学模型,有限元方法是数值求解偏微分方程的一类重要的离散化方法,高次有限元又是其中的一类常用有限元。针对一类基本的PDE模型(Poission方程)的高次有限元方程,设计了一种基于辅助变分问题的并行预条件子,并从理论上严格证明了该预条件子的条件数的一致有界性,数值实验验证了理论结果的正确性及相应预条件共轭梯度(PCG)法的高效性和鲁棒性。
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