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HYDRUS v1.10 英文正式版(可用來模擬膜下滴灌土壤水流及溶質二維運動的有限元電腦模型)




軟體簡介:



HYDRUS v1.10 英文正式版(可用來模擬膜下滴灌土壤水流及溶質二維運動的有限元電腦模型)








HYDRUS是一個基於Windows的建模環境分析軟體。用於分析水流和在可變的飽和多孔介質
狀態下的飽和度變化問題。

該套裝軟體含了模擬兩維和三維運動計算的有限元模型，用於計算水流，熱計算，以及變
飽和媒體裏的多種溶質。

該模型支援互動的圖形介面，可對資料預處理，生成結構化和非結構化的有限元網格，生
成圖形演示的結果。

1,HYDRUS2D主程序模組
該模組定義系統的整個電腦環境。它控制整個程式的運行過程，根據需要調用相應的副程
式模組。程式執行前，首先需選定類比選項，包括水流、溶質運移、熱運移或是否考慮根
系吸水等；然後給定時空單位、土壤水力參數以及用來模擬的邊界條件。程式執行後，可
輸出一系列土壤水力特性曲線、設定觀測點處隨時間變化的含水率或負壓水頭曲線，以及
沿邊界的實際或累積水通量。輸出檔還可提供品質平衡資訊和逆向最優結果。

2，Project Manager模組
該模組用來管理已建立的工程資料，包括打開、刪除、重命名工程和保存工程的輸入輸出
資料等。每個工程可能是針對不同的具體問題，Project
Manager會自動將每個工程單獨建立一個以工程名命名的檔夾保存相應的工程資料。

3，GEOMETRY模組
該模組是一個可用滑鼠或鍵盤圖繪水流區域並輸出的CAD程式，也可通過導入二進位檔的方
式實現。水流邊界可以由直線、圓、弧或多義線等不同曲線組成；內部邊界也可由內部曲
線給定，如排水溝、井等。另外，還可以對已繪區域進行修改，如刪除、複製、移動、旋轉
等操作。

4，MESHGEN2D模組
該模組用來將二維的水流區域離散成不規則的三角形網格。第一步：邊界離散化，邊界結
點數和其密度可由用戶自行確定。第二步：整個水流區域的基於Delaney規則的三角形離散
化。按照默認的光滑因數，可以將指定的水流區域自動生成最優的三角形有限元網格，例如
對於指定的邊界結點，它可以生成最小的三角形單元剖分。

5，BOUNDARY模組
該模組用來讓用戶給定特定情況的初始和邊界條件，以及取定觀測點等。

6，HYDRUS2模組
該模組是一個可用來類比二維非飽和土壤水運動的FORTRAN程式。模型可求解含根系吸水源匯
項的Richards方程，可以靈活處理各類水流邊界，包括定水頭和變水頭邊界、給定流量邊界
、滲水邊界、自由排水邊界、大氣邊界以及排水溝等。針對離散化控制方程後的係數矩陣的
不同形式，採用了不同的求解方法，例如帶狀矩陣對應高斯消去法；對稱矩陣對應共軛梯度法
：非對稱矩陣，對應ORTHOMIN法。另外，該程式升級版本還包含了一個參數最優演算法，可對
各種土壤水力參數從幾個觀測的資料出發進行逆向估計。對於土壤含水率或負壓水頭資料，採
用了Marquardt-Levenberg非線性最優化技術估算土壤水分特徵曲線中的經驗參數；對於持水
或導水率資料，則將待優參數通過冪函數約束在某個可行區域(貝葉斯估計)，然後尋求最優。

7，GRAPHICS模組
該模組用來將輸出結果表示成圖形。包括等值線圖、光譜圖、流速向量圖以及等值線圖和光譜
圖的隨時間變化的動畫顯示等。