非饱和多孔介质动力学模拟的耦合物质点方法的开题报告.docx

非饱和多孔介质动力学模拟的耦合物质点方法的开题报告
1.研究背景
非饱和多孔介质是自然界中广泛存在的一类介质，其应用范围涉及地下水资源开发、生态环境保护等诸多领域。而且，在实际应用中非饱和多孔介质的宏观物理性质通常不能准确地被掌握，需要进行模拟研究。然而，由于非饱和多孔介质涉及到多个物质属性的变化，只有单一物质粒子的动力学模拟会产生大量的误差和不确定性，为了更准确地描述多孔介质的宏观性质，需要引入耦合物质点方法。
2.研究目的
本研究旨在建立一种基于耦合物质点方法的非饱和多孔介质动力学模拟方法，并对其在不同介质条件下的表现进行评估，为非饱和多孔介质的研究提供一种准确、可靠的数值模拟手段。
3.研究内容
本研究主要包括以下内容：
（1）理论分析与方法建立：对非饱和多孔介质的宏观物理特性进行分析，建立基于耦合物质点方法的动力学模型。
（2）数值计算：利用计算机数值计算方法对建立的模型进行数值求解，并进行结果分析。
（3）实验验证：选取实际工程应用中的非饱和多孔介质为研究对象，利用开发的数值模拟手段进行实际的验证。
4.研究意义
（1）为非饱和多孔介质的宏观特性研究提供一种准确、可靠的数值模拟手段。
（2）为非饱和多孔介质在地下水及土壤保护等领域的应用提供可靠的技术支持。
（3）对耦合物质点方法在多孔介质动力学模拟中的应用提供一种新的思路和应用场景。
5.研究方法
本研究主要采用理论分析、数值计算和实验验证相结合的方法进行。其中，理论分析主要是对非饱和多孔介质物理特性的分析与建模；数值计算主要是利用计算机进行数值模拟，并对结果进行分析；实验验证主要是选取实际工程应用中的非饱和多孔介质进行实际验证。
6.研究计划
本研究计划于2022年9月开始，预计将于2025年6月完成。具体工作安排如下：
（1）2022年9月-2023年6月：研究背景与文献综述。
（2）2023年6月-2024年9月：理论分析与方法建立。
（3）2024年9月-2025年3月：数值计算与结果分析。
（4）2025年3月-2025年6月：实验验证与论文撰写。
7.预期成果
（1）建立一种基于耦合物质点方法的非饱和多孔介质动力学模拟方法。
（2）明确非饱和多孔介质宏观物理特性与微观物质变化之间的相互作用。
（3）提供一种可靠的非饱和多孔介质数值模拟手段，并为实际工程应用提供可靠的技术支持。
（4）发表SCI高水平论文2篇，申请1项发明专利。