本书的主要内容为:
对多尺度有限单元法的研究进展和基本原理进行了简介;
针对基函数构造成本问题,构造了一种放射状的粗网格单元剖分方式,从而有效降低了基函数构造矩阵阶数,提出了改进多尺度有限单元法;发展了基函数的尺度提升技术并构造了粗、中、细三重网格,提出了三重网格多尺度有限单元法。这两种方法均能高效处理复杂条件下的地下水流问题。
针对达西渗流速度连续性问题,通过结合传统达西渗流速度算法,提出了两种多尺度有限单元法的连续达西渗流速度模拟方法,能够有效保证达西渗流速度的连续性,且具有较高的精度和效率。
针对地下水流和达西渗流速度的综合问题,提出了三重网格多尺度有限单元法的达西渗流速度算法,并构造了该方法的三维格式;构造了一种速度矩阵,提出了新型有限体积多尺度有限单元法的地下水流问题的基本格式,实现了地下水水头和连续达西渗流速度的同时求解。两种方法均能显著降低地下水流和达西渗流速度综合问题的计算消耗。
针对地下水溶质运移问题,构造了弥散速度矩阵,结合有限体积法和Crank-Nicolson格式降低数值弥散与振荡,提出了有限体积-Yeh-多尺度有限单元法,能够较为高效、精确地处理对流占优等多种条件下的地下水溶质运移问题。