ВЕРИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ НЕНАСЫЩЕННОЙ ФИЛЬТРАЦИИ И ПЕРЕНОСА В ЗОНЕ АЭРАЦИИ НА ПРИМЕРЕ РАСЧЕТНОГО КОДА GeRa

И. В. Капырин, В. В. Сускин, А. В. Расторгуев, К. Д. Никитин
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2017. Вып.1. С. 60-75.

       Основной целью настоящей работы является проверка возможности решения с помощью расчетного кода GeRa задач ненасыщенной фильтрации и переноса в зоне аэрации, т.е. верификация соответствующих моделей кода. Такие задачи наиболее актуальны при оценке безопасности приповерхностных захоронений радиоактивных отходов и иных ядерно- и радиационно опасных объектов. Дается описание математической и численной моделей ненасыщенной фильтрации и переноса в зоне аэрации, реализованных в коде GeRa. Представлен набор из четырех верификационных тестов - известных и описанных в литературе задач: одномерная ненасыщенная фильтрация в сухой грунт (тест Селиа); задача о капиллярном барьере Ольденбурга и Прусса; двумерная насыщенно-ненасыщенная фильтрация и перенос в неоднородной зоне аэрации (обучающая задача для программы VS2DT); натурный эксперимент по ненасыщенной фильтрации и массопереносу в области с дреной. При решении всех четырех задач были получены качественные соответствия с аналитическими значениями и с экспериментальными данными, а также приведено сопоставление с решениями по другим известным кодам - FEFLOW, VS2DT, TOUGH2 и HYDRUS-1D. Авторами впервые предложена и протестирована численная модель влагопереноса с использованием кусочно-линейного восполнения высоты всасывания в ячейках расчетной сетки. Расчетный комплекс GeRa продемонстрировал возможности корректно решать нелинейные задачи фильтрации (рис. 17, табл. 4, список лит. - 23 назв.).

Полный текст статьи