基于van Genuchten-Mualem模型的饱和-非饱和介质流动随机数值分析

基于van Genuchten-Mualem非饱和水分特征模型,联合运用Karhunen-Loeve展开法、混沌多项式展开以及摄动方法,对饱和-非饱和流问题进行随机数值分析。将土壤特性参数假定为协方差已知的随机函数,并按Karhunen-Loeve法分解,把压力水头表示为多项式。通过摄动方法得到一系列关于水头展开式的偏微分方程,用有限差分法进行求解,获得了压力水头的随机描述,并计算其均值和方差。应用本文的随机模型研究了二维非饱和以及饱和-非饱和介质流动的实例,结果与动量方法的计算结果一致,而且计算效率高于传统的动量方法。