Diskretisering af Darcy's ligning
Til bestemmelse af
grundvandsstrømningen er Darcy's ligning opsat og indsat i kontinuitetsligningen,
hvormed den styrende ligning for grundvandsstrømningen er fremkommet. Der er opsat ligninger for celler syv forskellige
steder i beregningsnettet. Ved klik på de enkelte situationer på ovenstående
figur, fås opstilling af Darcy's ligning i kontinuitetsligningen for den valgte
situation.
Darcy's ligning:
|
![]() |
hvor
|
q
er flowet [m3/s] K er konduktiviteten [m/s]
A er
det gennemstrømmede areal [m2] |
Kontinuitetsligningen:
|
![]() |
hvor |
Dm er magasineringen [m3/s] |
Ligningerne er diskretiseret og efterfølgende løst numerisk. Diskretiseringen er udført efter princippet vist i nedenstående figur. Indekseringen er udført så x og y angiver den flade, der betragtes, og i denne sammenhæng angiver i og u, om der ses på flow hhv. ind eller ud af boksen. Til angivelse af hvilken boks der betragtes, er der anvendt indeksene i og j. i,j angiver den boks, der er taget udgangspunkt i. Boksene hhv. til højre for og over den boks der er taget udgangspunkt i, er indekseret med hhv. i+1,j og i,j+1, og boksene til venstre for og under den boks, der er taget udgangspunkt i, er indekseret med i-1,j og i,j-1.
|
Figur 13 Afbildning af diskretisering af Darcy's lov |
Der er efterfølgende opsat
kontinuitetsligninger ved to situationer, hhv.
fyldte og delvis fyldte celler, hvori Darcy's ligning er indsat.
Ud fra ovenstående figur er der opstillet følgende diskretiseringer af Darcy's ligning
ved fyldte celler:
![]()
|
||
hvor |
q
K |
er flowet [m3/s] er konduktiviteten [m/s] er boksstørrelsen i x-retningen [m] er boksstørrelsen i y-retningen [m] er trykniveauet [m] |
Når cellerne ikke er fyldte, sættes dy lig med dyeffektiv
![]()
|
||
hvor |
dxeff |
er den effektive boksstørrelse i x-retningen [m] er den effektive boksstørrelse i y-retningen [m] er trykniveauet ved boksens bund [m] |
Når cellerne er delfyldte, sættes dy lig med dyeffektiv, og for flow ud af cellerne i y-retningen, qy,u, sættes dx lig med dxeffektiv. dyeffektiv angiver højden af den del af boksen, hvor der er vandfyldt.
![]() |
|
|
|
![]() |
|
![]()
|
hvor |
![]() |
|
|
|
Løsningen af differensligningerne sker gennem en Gauss-Seidel-iteration.