HydroGeoSphere/功能本構關係

此處描述的指令可用於修改多孔介質、離散裂隙或雙重連續介質的預設變飽和特性。在發出這些指令之前，需要選擇應將它們應用於哪種型別的介質，如第5.8.1節中所述。

對於每個指令，我們將再次指示其範圍（即.grok, .mprops, .dprops, .fprops）。請記住，如果在字首.grok檔案中使用指令，它將影響當前選擇的區域集，而在屬性（例如.mprops）檔案中，它只會影響其所屬的命名材料。

非飽和Brooks-Corey函式...結束

範圍：.grok .mprops .fprops .dprops

導致grok使用Brooks-Corey函式（公式2.5）來描述介質的本構關係，並開始讀取定義函式的一組指令，直到遇到結束指令。

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非飽和van Genuchten函式...結束

範圍：.grok .mprops .fprops .dprops

導致grok使用Van Genuchten函式（公式2.7）來描述介質的本構關係，並開始讀取定義函式的一組指令，直到遇到結束指令。

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前兩個指令用於在Brooks-Corey或Van Genuchten方法之間進行選擇，以定義函式。在任何一種情況下，如果沒有發出其他指令，則將使用表5.11、表5.13和表5.16中給出的預設函式引數值，分別用於多孔介質、離散裂隙和雙重連續介質。

對於多孔介質和雙重介質，這些指令會覆蓋偽土壤預設值，以便將相對滲透率因子應用於水平和垂直流動。

以下指令可用於修改定義本構關係的引數

殘餘飽和度

範圍：.grok .mprops .fprops .dprops

1. val 殘餘水飽和度 $S_{wr}$。

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Alpha

範圍：.grok .mprops .fprops .dprops

1. val 指數alpha ${\alpha }$ [L⁻¹]。

對於Brooks-Corey函式，此引數將根據入氣壓力自動計算。如果使用此指令，系統將提示您輸入入氣壓力，然後grok將停止。

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Beta

範圍：.grok .mprops .fprops .dprops

1. val 指數beta ${\beta }$。

對於van Genuchten函式，此引數必須大於1.0。如果輸入的值小於1.0，系統將發出警告，並且grok將停止。此值用於根據公式2.9計算${\nu }$。

對於Brooks-Corey公式，此值用於重新計算公式2.6中的指數，除非指令指數先前已用於此材料。

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孔隙連通性

範圍：.grok .mprops .fprops .dprops

1. val 孔隙連通性 $l_{p}$。預設值為0.5。

請注意，0.5的孔隙連通性預設值是van Genuchten公式推薦的值，因此您可能需要為Brooks-Corey公式重新定義它。在這種情況下，推薦的值為2.0。

對於Brooks-Corey公式，此值用於重新計算公式2.6中的指數，除非指令指數先前已用於此材料。

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入氣壓力

範圍：.grok .mprops .fprops .dprops

1. val 入氣壓力 [L]。

對於Brooks-Corey函式，此值用於根據公式2.5計算${\alpha }$ [L⁻¹]。

對於van Genuchten函式，此引數未使用。如果使用此指令，系統將提示您將其刪除，然後grok將停止。

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指數

範圍：.grok .mprops .fprops .dprops

1. val 公式 2.6 中的指數，用於計算 Brooks-Corey 函式中的$k_{r}$。預設情況下，指數會根據${\beta }$和$l_{p}$自動計算。此指令允許您輸入不同的值。

對於van Genuchten函式，此引數未使用。如果使用此指令，系統將提示您將其刪除，然後grok將停止。

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最小相對滲透率

範圍：.grok .mprops .fprops .dprops

1. val 最小相對滲透率。在模擬過程中，模型將選擇此處指定的最小值和從活動函式（Van Genuchten 或 Brooks-Corey）計算出的值之間的最大相對滲透率值。此選項可以改善非線性解的收斂性。

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以下指令可用於使用為介質定義的 Van Genuchten 或 Brooks-Corey 引數生成壓力-飽和度和飽和度-相對滲透率表格。除了上面定義函式的指令外，這些其他指令還會影響表格資料的屬性。

表格平滑因子

範圍：.grok .mprops

1. val 較小的值會導致生成更多點，從而建立更平滑、更準確的表格。預設值為 1 × 10⁻³。

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表格最小壓力

範圍：.grok .mprops

1. val 壓力-飽和度表格中的最小壓力值。預設值為 -1000。

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表格最大 s-k 斜率

範圍：.grok .mprops

1. val 飽和度-相對滲透率曲線在接近完全飽和時最大斜率。預設值為 100。

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從非飽和函式生成表格

範圍：.grok .mprops

此指令根據先前定義的函式引數生成表格，並將壓力飽和度資料寫入檔案 prefixo.p_s_table。材料.dat以及飽和度-相對滲透率資料到檔案 prefixo.s_k_table。材料.dat。這些檔案以 Tecplot 相容格式寫入，因此可以輕鬆繪製。檔案中的表格值可以複製到 .mprops 檔案中，以用於第 5.8.3.5 節中描述的非飽和表格指令。

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示例

例如，如果在以下 Van Genuchten 函式引數定義在.mprops檔案

unsaturated van genuchten functions
alpha
2.25
beta
1.89
residual saturation
0.16

minimum relative permeability
1e-2

table smoothness factor
1e-2

table minimum pressure
-10.

generate tables from unsaturated functions

end ! functions

中，則壓力-飽和度輸出檔案的內容將為

Title = "test.mprops/porous medium"
# Van Genuchten function:
# Residual water saturation         0.160000
# Alpha                             2.25000
# Power index (beta)                1.89000
# Pore connectivity                 0.500000
# Computed power index (gamma)      0.685218
# Minimum relative permeability     0.100000E-01
# Table minimum pressure          -10.0000
# Table maximum s-k slope         100.000
# Table smoothness factor           0.100000E-01
variables="Pressure","Saturation"
zone t="Pressure - Saturation"
#unsaturated tables
#pressure-saturation
-10.0000000000000       0.174869375404582
-7.50000000000000       0.181552629607745
-5.00000000000000       0.196301039876425
-3.75000000000000       0.212424751627904
-2.50000000000000       0.247430530192203
-1.87500000000000       0.284639681867462
-1.25000000000000       0.361026934163956
-0.937500000000000      0.435114163471319
-0.625000000000000      0.564528209032747
0.000000000000000E+000  1.00000000000000
#end ! pressure-saturation

用於定義表格的值作為註釋包含在內，用於將表格資料合併到.mprops檔案中的指令也是如此。

圖 5.15 是生成的本構關係圖。請注意，.mprops檔案和材料名稱用於形成 Tecplot 標題，並顯示在圖中

圖 5.15：使用函式引數生成表格本構關係的示例

如果需要，.mprops檔案可以修改為使用表格關係。建議保留用於生成表格資料的 Van Genuchten 引數，可以作為註釋或放在跳過...跳過部分中。對於我們的示例，我們可以執行以下操作

skip on
unsaturated van genuchten functions
...etc...
end ! functions
skip off

unsaturated tables
pressure-saturation
-10.0000000000000       0.174869375404582
-7.50000000000000       0.181552629607745
-5.00000000000000       0.196301039876425
-3.75000000000000       0.212424751627904
-2.50000000000000       0.247430530192203
-1.87500000000000       0.284639681867462
-1.25000000000000       0.361026934163956
-0.937500000000000      0.435114163471319
-0.625000000000000      0.564528209032747
0.000000000000000E+000  1.00000000000000
end ! pressure-saturation

saturation-relative k
0.000000000000000E+000  1.000000000000000E-002
0.500000000000000       2.340977494655262E-002
0.750000000000000       0.180180362276789
0.875000000000000       0.398602012758378
0.937500000000000       0.591618307040100
1.00000000000000        1.00000000000000
end ! saturation-relative k
end ! unsaturated tables

我們現在將繼續討論可用於定義表格關係的指令。