1、FEFLOW-有限元地下水流系統(tǒng)模擬演示FEFLOW-有限元地下水流系統(tǒng)模擬演示9/21/20222第一部分 FEFLOW概述 有限元地下水流系統(tǒng) FEFLOW （Finite Element subsurface FLOW system)是一種交互式的 、全圖形導(dǎo)向和菜單顯示的 分層結(jié)構(gòu)的地下水模擬軟件系統(tǒng)。9/21/20224第一部分 FEFLOW概述9/21/20223 它包括了 用于圖形設(shè)計(jì)和復(fù)雜研究區(qū)域離散化，以及用于問(wèn)題屬性說(shuō)明的圖形編輯器和網(wǎng)格生成器。它立足于普通的 計(jì)算方法，可解決 廣泛的地下水和物質(zhì)傳輸?shù)膯?wèn)題，并且依靠許多輔助的圖形工具來(lái)管理全部的計(jì)算過(guò)程和模型數(shù)據(jù)。它是以圖

2、形為基礎(chǔ)的地下水模擬系統(tǒng)。作為一種計(jì)算機(jī)輔助 工具，定向于現(xiàn)代的 UNIX工程圖形工作站和Windows 95/NT PC的 FEFLOW是一種有效的 模擬工具的 代表。9/21/20225 它包括了 用于圖形設(shè)計(jì)和復(fù)雜9/21/20224FEFLOW圖形用戶界面的最高層菜單 9/21/20226FEFLOW圖形用戶界面的最高層菜單 9/21/20225 如圖1所示,FEFLOW由若干層菜單組成，每一層對(duì)應(yīng)于模擬系統(tǒng)的 一項(xiàng)主要功能部分。如圖2所示，所有的 下一層和菜單都由Shell實(shí)現(xiàn)。它包含了數(shù)據(jù)界面，輸入和輸出不同的 數(shù)據(jù)格式（圖1.2的頂行） Shell下拉菜單包括網(wǎng)格編輯器、網(wǎng)格生成

3、器，這里對(duì)問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)和離散化，問(wèn)題編輯器對(duì)問(wèn)題的 非幾何屬性進(jìn)行編輯：模擬器核心程序進(jìn)行問(wèn)題的計(jì)算后處理器對(duì)于篩選、圖形評(píng)估和計(jì)算響應(yīng)數(shù)據(jù)的可視化是一個(gè) 通用的工具。9/21/20227 如圖1所示,FE9/21/20226 FEFLOW提供了簡(jiǎn)單的、象征性的、交互式的形式，以及直覺(jué)的輸出表達(dá)。圖形設(shè)計(jì)、網(wǎng)格生成、問(wèn)題屬性說(shuō)明和模擬運(yùn)行是全圖形引導(dǎo)和菜單顯示。通過(guò)簡(jiǎn)單的鼠標(biāo)點(diǎn)擊和拖拽，你可以迅速地選定邊界條件、圖形數(shù)據(jù)和模型參數(shù)，使工作重點(diǎn)擺托了數(shù)據(jù)的煩瑣和計(jì)算的數(shù)值方面的問(wèn)題。（見(jiàn)圖3）9/21/20228 FEFLOW提供了簡(jiǎn)單的、象征9/21/202279/21/202299/21/2

4、0228 第二部分 目前的交互式模擬系統(tǒng)FEFLOW可實(shí)現(xiàn)以下用途（1）描述地下水水頭和（或）污染物在空間和時(shí)間上的 分布；（2）模擬地?zé)岙a(chǎn)生的過(guò)程；（3）分析水動(dòng)力學(xué)特性和滲流；（4）計(jì)算含水層中污染物質(zhì)的持續(xù)和傳播時(shí)間；（5）規(guī)定和制定補(bǔ)救措施和防止的方法；（6）幫助制定選擇方案和有效的監(jiān)測(cè)計(jì)劃。9/21/202210 9/21/20229第三部分 FEFLOW的數(shù)據(jù)界面 FEFLOW模擬系統(tǒng)具有地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換界面 。FEFLOW支持被廣泛采用的基于矢量的GIS ARC/INFO和ArcView 。與GIS的通訊是通過(guò)通用ASCII制的數(shù)據(jù)交換格式(與ARC/INFO生成格式兼容)

5、和與ArcView兼容的形狀文件格式（Shape file format）。這些格式支持與空間數(shù)據(jù)聯(lián)接的特征數(shù)據(jù)的自動(dòng)輸入。其他的幾何圖形數(shù)據(jù)輸入格式為傳統(tǒng)的HPGL。9/21/202211第三部分 FEFLOW的數(shù)據(jù)界面 9/21/202210 圖 4顯示的圖表歸納了交互式模擬系統(tǒng)FEFLOW的數(shù)據(jù) 通道和流動(dòng)，具有類似于GIS ARC/INFO和ArcView 環(huán)境下的XPLOT或FEPLOT的輔助工具（subtools）。9/21/202212 圖 4顯示的圖表歸納了交互式模擬9/21/202211 作為結(jié)果輸出的GENERATE格式的shape文件和dxf文件由模擬器內(nèi)核（Simula

6、tor Kernel）和后處理器產(chǎn)生。因此當(dāng)模擬或后處理器運(yùn)行期間，如果想保留，這些數(shù)據(jù)文件可以直接輸入GIS ARC/INFO或再次輸入ArcView ,或者更適于輸入XPLOT或FEPLOT工具中。FEPLOT界面的一個(gè)例子顯示于下圖5。9/21/202213 作為結(jié)果輸出的GENE9/21/2022129/21/2022149/21/202213第五部分 FEFLOW中的文件處理 FEFLOW系統(tǒng)中的文件以目錄的層次存儲(chǔ)。按照它們包含的信息類型（以不同的文件擴(kuò)展名表示），下面的表2歸納出FEFLOW所用的文件屬性。所有文件均可編寫為ASCII碼或二進(jìn)制碼。9/21/202215第五部分

7、FEFLOW中的文件處理9/21/202214信息類型文件的擴(kuò)展名建議采用的子目錄超大元網(wǎng)格數(shù)據(jù)*.smhSupermsh/問(wèn)題有限元數(shù)據(jù)*.femFemdata/幫助*.htmlHelp/簡(jiǎn)化成果數(shù)據(jù)*.darResult/圖像（掃描數(shù)據(jù)庫(kù)）*.tifImport+export/HPGL文件*.hpgImport+export/線ASCII文件*.linImport+export/ or plot多邊形ASCII文件*.plyImport+export/ or plotGRID ASCII文件*.ascPlot/9/21/202216信息類型文件的擴(kuò)展名建議采用的子目錄超9/21/20221

8、5信息類型文件的擴(kuò)展名建議采用的子目錄ESRI shape文件*.shpImport+export/ or plot注釋文件*.txtImport+export/點(diǎn)ASCII文件*.pntImport+export/ or plotFEPLOT繪圖文件*.plxPlot/FEPLOT繪圖合成*.pltPlot/時(shí)變冪函數(shù)*.powImport+export/數(shù)據(jù)庫(kù)三元組數(shù)據(jù)*.trpImport+export/完全成果數(shù)據(jù)（后處理器）*.dacResult/AutoCad DXF*.dxfPlot/繪圖描述（XPLOT可讀的）*.fpdPlot/9/21/202217信息類型文件的擴(kuò)展名建議采

9、用的子目錄E9/21/202216 進(jìn)行FEFLOW系統(tǒng)中的文件讀取或?qū)懭氲倪x擇圖用圖形文件選擇器框。它一出現(xiàn)，框內(nèi)就顯示出文件的 擴(kuò)展名和位置。如下圖示9/21/202218 進(jìn)行FEFLOW系統(tǒng)中9/21/2022179/21/2022199/21/202218結(jié)束語(yǔ)以上對(duì)FEFLOW軟件作樂(lè)簡(jiǎn)單扼要的概述，如需進(jìn)一步了解，可通過(guò)實(shí)例演示模型。謝謝！9/21/202220結(jié)束語(yǔ)以上對(duì)FEFLOW軟件作樂(lè)簡(jiǎn)單扼9/21/202219模型概要 在德國(guó)柏林東南部的Friedrichshagen小鎮(zhèn)附近，發(fā)現(xiàn)了一股污染流。在小鎮(zhèn)的兩口飲用水井里發(fā)現(xiàn)污染物濃度增加，有兩個(gè)潛在污染源。一個(gè)是位于小鎮(zhèn)西北部工業(yè)地帶的污水處理廠，另一個(gè)是小鎮(zhèn)東北部的廢水處理廠。見(jiàn)下圖9/21/202221模型概要 在德國(guó)柏林東南9/21/2022209/21/2022229/21/202221 為了研究地下水的危機(jī)和潛在的污染，我們需要設(shè)計(jì)、運(yùn)行和校正本地的三維地下水流、污染物遷移模型。本次主要演示地下水水量模型。首先，需要定義模型的區(qū)域，這個(gè)小鎮(zhèn)有自然流動(dòng)邊界（如河流、湖泊），有兩條南北向的河流流過(guò)小鎮(zhèn)，它們可作為小鎮(zhèn)的東西邊界。Mueggelsee湖作為模型的南界。有一條河流在兩個(gè)潛在污染源北面，它可作為模型北界。9/21/202223 為了研究地