[发明专利]基于随机游走的非均质含水层水流问题评估方法

权利要求书

1.一种基于随机游走的非均质含水层水流问题评估方法，其特征在于，包括步骤如下：

(1)根据所要研究的非均质含水层形状，将含水层空间用网格进行剖分离散；

(2)将含水层中第一类边界作为吸收边界，第二类边界作为反弹边界，第三类边界作为半吸收-半反弹边界；

(3)根据网格剖分，计算每个网格节点到相邻网格节点的转移概率；

(4)确定需要计算格林函数的位置，作为后续随机游走出发点；

(5)以出发点为起点，用网格随机游走法重复模拟N个随机游走，并记录每个网格节点被所有随机游走路过的次数N_i，i为网格节点编号；

(6)计算每个网格节点被随机游走路过的平均密度q_i＝N_i/N；

(7)根据平均密度q_i和网格剖分参数，计算出发点对应的格林函数；

(8)代入格林函数形式解中得水流方程的解；

所述步骤(1)中非均质含水层的水流问题用方程描述如下：

其中，x为空间向量，K(x)为随位置变化的渗透系数，w(x,t)为源汇项，S_s为贮水系数，h(x,t)为待求水头，D为含水层模型空间范围，H_D(x,t)、f(x,t)、b(x)、r(x,t)为已知函数，Γ_D、Γ_N、Γ_R分别为第一、二、三类边界，n为边界外向单位法向长度。

2.根据权利要求1所述的基于随机游走的非均质含水层水流问题评估方法，其特征在于，所述步骤(1)中的将含水层空间用网格进行剖分离散，具体包括：采用有限元法或有限差分法的离散方式，基于均匀网格或非均匀网格对含水层进行剖分离散。

3.根据权利要求1所述的基于随机游走的非均质含水层水流问题评估方法，其特征在于，所述步骤(2)中的吸收边界会将到达该处的行走器吸收，使该次随机游走终止；反弹边界将到达该处的行走器反弹回孔隙空间；半吸收-半反弹边界是前两类边界的混合，使随机游走终止，或使其反弹。

4.根据权利要求1所述的基于随机游走的非均质含水层水流问题评估方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括：当前网格节点到相邻网格节点的转移概率通过相关点之间的空间及时间距离和含水层介质性质计算得到。

5.根据权利要求1所述的基于随机游走的非均质含水层水流问题评估方法，其特征在于，所述步骤(4)中的出发点即为格林函数G(x₀,t₀|s,τ)中的变量x₀和t₀。

6.根据权利要求1所述的基于随机游走的非均质含水层水流问题评估方法，其特征在于，所述步骤(8)中，将步骤(7)中求得的数值格林函数，代入格林函数形式解的表达式即得所求水流问题的解。