北京天演融智軟件有限公司為您提供hydrus 水流和溶質運移模擬軟件。hydrus是一個運行于windows系統下的環境模擬軟件，主要用于變量飽和多孔介質的水流和溶質運移。hydrus包括用于模擬變量飽和多孔介質下的水、熱和多溶質運移的二維和三維有限元計算，包括一個參數優化算法，用于各種土壤的水壓和溶質運移參數的逆向估計。該模型互動的圖形界面，可進行數據前處理、結構化和非結構化的有限元網格生成以及結果的圖形展示。
hydrus一共五個版本，用戶可以選擇適合自己版本。用戶可以選擇局限于一般功能的二維應用2d-standard版本，與之前含有meshgen-2d的hydrus-2d功能一致或者二維和三維應用如3d-standard 或3d-professional。用戶也可以選擇相對簡單的二維直角幾何圖形—3d-lite, 與之前不含meshgen-2d的hydrus-2d功能一致或三維的幾何立體圖形– 3d-lite或更復雜的幾何圖形用于普通二維幾何圖形的2d-standard或在二維基礎上以及分層三維的3d-standard，以及用于普通三維幾何圖形的3d-professional。用戶也可以選擇從低版本升級到高版本。
標準計算模型
hydrus是模擬變量飽和多孔介質下的水、熱和多溶質二維和三維運動的有限元計算模型。hydrus數值求解飽和非飽和水流的richards方程和熱傳遞和溶質運移的對流擴散型方程。
水流方程包含一個下沉期，可導致植物根系吸水。熱傳遞方程考慮了水流傳導和對流運動。對流擴散的溶質運移方程的管理是一個非常普遍的形式，包括固體和液態非線性非平衡反應的規定以及液體和氣體的線性平衡反應。因此，不管是吸附溶質還是揮發溶質如殺蟲劑都已經考慮到了。溶質運移方程還包括了零階生產的影響、其他溶質的獨立一級降解以及一階衰減和生產反應，以便提供連續一級鏈中溶質間所需的耦合。運移模擬也會引起液相對流和擴散、氣相擴散，因此次模型在液態和氣態條件下可同時模擬溶質運移。目前hydrus多可考慮15種溶質，在單向鏈中耦合或溶質間獨立運移。物理非平衡溶質運移由雙區和雙重孔隙公式引起， 并把液相分成移動和不可移動區域。附著和分離理論，包括過濾理論，---、膠質和---運移的模擬也包含在其中。
hydrus可用來分析水質和溶質在非飽和、部分飽和或是飽和多孔介質情況下的運動。hydrus可由不規則邊界處理水流區域，水流區域本身可能是由非均勻土壤組成具有局部各向---任意程度。水流和運移可能發生在垂直面，也可能在水平mian，具有徑向對稱性的垂直軸或三維區域。
模型的水流部分可以用來處理連續或時變的規定的方向和流量邊界，以及由氣象條件控制的邊界。土壤表面邊界條件在模擬從給定的流量到規定的方向類型條件期間可能會發生變化，反之亦然。它還可以通過水域飽和部分的剩余水量和不排水邊界條件處理自由面邊界。節點排水是由一個簡單的模擬實驗關系為代表。
對溶質運移來說，軟件既支持連續和變化的規定濃度(dirichlet或first-type)也支持濃度通量邊界(cauchy或third-type)。彌散張量包含分子擴散和曲折的結果反應影響。
不飽和土壤水文屬性是由以下理論總結出來的，1980年的van genuchten、1964年的brooks 和corey、1994年的durner、1995年的kosugi和修正的van genuchten的型解析函數。這些修正內容對接近飽和狀態的水利屬性做了進一步的描述。hydrus軟件包含了由1983年scott et al.以及1987年kool 和 parker引進的結合實證模擬的滯變。 這個模型假定干燥掃描曲線是從主要干燥曲線衍生而來的，濕潤掃描曲線是從主要濕潤曲線衍生而來的。hydrus還包括1991年的lenhard et al.和1992年lenhard 和 parker的滯變模型，它通過---歷史逆轉點從而消除泵。hydrus在給定的土壤環境下可實行縮放過程已達到近似液壓變化，通過一組線性標度變化工具，涉及個別土壤水力特性與參考土壤的關系。
使用應用到三角元素網絡中的galerkin的線性有限元方法來求解控制方程。飽和和不飽和的狀態是通過有限差分格式集成實現的。結果方程是以迭代方式求解的，通過線性化和隨后的高斯消元法對帶狀矩陣、對稱矩陣的共軛梯度法或不對稱矩陣正交極小化方法。額外的措施來提高瞬態問題的求解效率，包括自動時間步調整和---courant和 peclet數字不超過預設水平。使用1990年celia et al.提出的守恒法來評估水的含量。減少數值振蕩上行重量作為求解運移方程的選項包含在里面。
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