О моделировании подтопления и дренирования земель с помощью фортрана

Рассмотрена методология моделирования фильтрации подземных вод в почвах и грунтах при защите от подтопления в городском строительстве и сельском хозяйстве. Целью исследования является использование численного метода конечных разностей для моделирования движения подземных вод с помощью алгоритмов, написанных на языке программирования фортран. Научная новизна статьи в особых приемах и алгоритмах, содержащихся в разработке автора на языке программирования фортран. Проведена привязка теоретических выкладок к практике гидрогеологических работ в условиях подтопляемых земель. Исследование проведено с теоретическими выкладками на примере города Калуги с применением авторской программы на фортран, специально разработанной для данной темы. Рассмотрена напорная нестационарная фильтрация подземной воды в песке при откачке из 13 скважин по схеме неограниченного в плане водоносного пласта. Для моделирования принят участок размером в плане 500 на 500 метров. Компьютерная модель водопонижения методом конечных разностей использует явную схему. Шаги пространственной сетки модели по горизонтали и вертикали приняты равными. Шаг времени на модели принят максимально возможный с учетом критерия устойчивости счета по явной схеме. Расчетное время модели на компьютере с тактовой частотой 2.13 GHz получалось от нескольких секунд до 10 минут. Результаты расчета записаны в выходные текстовые файлы. По ним построены карты напоров подземных вод при работе системы из 13 водопонизительных скважин. В отличие от традиционного алгоритма вычислительной математики с циклом for-end, для решения разностной схемы применен вложенный цикл фортрана do-end. Тесты показали увеличение скорости расчета модели на три порядка, то есть примерно в тысячу раз.