PC Progress HYDRUS 2D3D Pro(水流溶质运移模拟软件)

PCProgressHYDRUS2D3DPro水流溶质运移模拟软件是一个强大的流体环境模拟软件，主要用于模拟变量饱和多孔介质下的水、热和多溶质运移的二维和三维有限元计算，包括一个参数优化算法，用于各种土壤的水压和溶质运移参数的逆向估计。。

　　PC Progress HYDRUS 2D3D Pro(水流溶质运移模拟软件)是一个强大的流体环境模拟软件，主要用于模拟变量饱和多孔介质下的水、热和多溶质运移的二维和三维有限元计算，包括一个参数优化算法，用于各种土壤的水压和溶质运移参数的逆向估计。

基本简介

　　PC Progress HYDRUS 2D3D Pro是一个运行于Windows系统下的环境模拟软件，主要用于变量饱和多孔介质的水流和溶质运移。PC Progress HYDRUS 2D3D Pro包括用于模拟变量饱和多孔介质下的水、热和多溶质运移的二维和三维有限元计算，包括一个参数优化算法，用于各种土壤的水压和溶质运移参数的逆向估计。该模型互动的图形界面，可进行数据前处理、结构化和非结构化的有限元网格生成以及结果的图形展示。PC Progress HYDRUS 2D3D Pro一共五个版本，用户可以选择最适合自己版本。用户可以选择局限于一般功能的二维应用(2D-Standard版本，与之前含有MeshGen-2D的PC Progress HYDRUS 2D3D Pro-2D功能一致)或者二维和三维应用(如3D-Standard或3D-Professional)。用户也可以选择相对简单的(二维直角几何图形—3D-Lite,与之前不含MeshGen-2D的PC Progress HYDRUS 2D3D Pro-2D功能一致)或三维的几何立体图形–3D-Lite)或更复杂的几何图形(用于普通二维几何图形的2D-Standard或在二维基础上以及分层三维的3D-Standard，以及用于普通三维几何图形的3D-Professional)。用户也可以选择从低版本升级到高版本。

软件特色

　　标准计算模型

　　PC Progress HYDRUS 2D3D Pro是模拟变量饱和多孔介质下的水、热和多溶质二维和三维运动的有限元计算模型。PC Progress HYDRUS 2D3D Pro数值求解饱和非饱和水流的Richards方程和热传递和溶质运移的对流扩散型方程。

　　水流方程包含一个下沉期，可导致植物根系吸水。热传递方程考虑了水流传导和对流运动。对流扩散的溶质运移方程的管理是一个非常普遍的形式，包括固体和液态非线性非平衡反应的规定以及液体和气体的线性平衡反应。因此，不管是吸附溶质还是挥发溶质(如杀虫剂)都已经考虑到了。溶质运移方程还包括了零阶生产的影响、其他溶质的独立一级降解以及一阶衰减和生产反应，以便提供连续一级链中溶质间所需的耦合。运移模拟也会引起液相对流和扩散、气相扩散，因此次模型在液态和气态条件下可同时模拟溶质运移。目前PC Progress HYDRUS 2D3D Pro最多可考虑15种溶质，在单向链中耦合或溶质间独立运移。物理非平衡溶质运移由双区和双重孔隙公式引起，并把液相分成移动和不可移动区域。附着和分离理论，包括过滤理论，病毒、胶质和细菌运移的模拟也包含在其中。

　　图形用户界面

　　一个基于微软Windows图形用户界面(GUI)管理的运行PC Progress HYDRUS 2D3D Pro的输出需求，以及网格设计和编辑、参数配置、问题执行和结果可视化。PC Progress HYDRUS 2D3D Pro还包括一组控件，允许用户创建一个流和运移模型，并对运行中的图形进行分析。使用空间和横截面查看和线图来检查输入和输出。PC Progress HYDRUS 2D3D Pro图形用户界面的主程序单元定义了系统整体的计算环境。这个主模块控制程序的执行并确定哪些其他可选的工具是必要的。该模块还包含一个项目管理器和两个预处理和后处理单元。预处理单元包括所有必要的参数规格,如成功运行PC Progress HYDRUS 2D3D ProFORTRAN语言代码、相对简单的矩形和六面体传输域的网格生成器、用于非结构化有限元网格的复杂二维和三维域的网格生成器、一个小目录的土壤水力属性和从土壤结构数据的RosettaLite程序生成土壤水力属性。

　　自动生成有限元网格

　　数据预处理涉及二维流动区域规范，具有任意形状连续的折线、圆弧、样条函数、域边界的离散化和一个非结构化的有限元网格的下一个版本。PC Progress HYDRUS 2D3D Pro(标准版)带有一个可选的网格生成程序，Meshgen可以生成一个非结构化有限元网格的二维域。PC Progress HYDRUS 2D3D Pro基于Delaunay推论，已经被无缝集成到PC Progress HYDRUS 2D3D Pro环境里了。在没有Meshgen程序的情况下，PC Progress HYDRUS 2D3D ProGUI提供了一个简单、结构化网格的自动构建选项(Lite版本)。三维版本是在Lite和Standard版本下添加了指定的相同或不同厚度的层数。PC Progress HYDRUS 2D3D Pro3D专业版有一个三维网格生成程序(GENEX和T3D)，为通用三维域生成非结构化有限元网格。

　　后处理

　　输出图形包括水含量、流速、浓度、温度在空间或横断面视图的2D等高线(等值线或彩色光谱)。图形输出还包括速度矢量图、彩色边缘、颜色的点、连续的时间步的图形显示和动画以及选定的边界或内部截面线图。用户可以将感兴趣的区域缩放，横截面视图的垂直刻度也可以放大。网格还可以展示边界和编号的三角形、边缘和点。观察点可以添加到网格的任何地方。网格和/或空间分布结果(压力头、水含量、速度、浓度和温度)的视图都使用高分辨率彩色或灰阶值。界面还包括一个内容丰富的在线帮助菜单。

　　域和有限元网格区域

　　为了简化复杂的运移几何图形的工作，这些图形可以划分为简单的部分称为Section.只有这些简单的部分可以在视图窗口中显示,而剩下的部分被隐藏。一共有两种类型的Section:基于几何对象的和基于有限元网格的。可以同时显示多个section。使用各种命令可以切断和隐藏不需要的运移区域部分。