一维非饱和土壤水分运动计算机模型

论文摘要

本文在土壤水分运动理论研究基础上，利用计算机技术，选取Visual Basic语言做为主要开发平台，结合MATLAB良好的图形输出功能，采用数值计算方法作为求解一维非饱和土壤水分运动问题的基本方法，开发了一维非饱和土壤水分运动计算机模型。通过实验资料、文献资料对软件进行了验证。所开发的基于汉字菜单式土壤水分运动计算应用软件，对于推广非饱和土壤水分运动计算、预报等具有重要意义，该软件模型的发布填补了国内关于土壤水分运动计算应用软件的空白。主要研究成果有：1．通过分析非饱和土壤水分运动数学模型特征，完成了非饱和土壤水分数学模型计算软件界面的整体设计、内部结构的构造，开发了汉字操作的、可在Windows环境下运行工作的专业应用软件。2．分析了几种土壤水分参数确定方法，比较了它们各自的适应性，并将各种可能应用到的形式写进软件中供使用时选择。3．对计算步长进行了分析，认为在某一特定问题上，根据一组实测数据，通过试算是确定步长选取的合理方法。4．在开发软件的过程中，界面的编写以及软件内部的大部分内容都由VB来完成，在图像输出过程中，采用了MmatrixVB方法来调用MATLAB完成，在一定程度上弥补了VB在图像输出上的缺陷，输出效果很好。5．从软件测试学出发，对一维非饱和土壤水分运动计算机模型(TSN)进行了较系统的测试。利用实验室数据，文献数据对软件进行了黑盒测试；从软件内部出发，对模块结构、程序构成等进行了白盒检验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 研究的背景、目的及意义
• 1.1.1 论文研究背景
• 1.1.2 研究目的及意义
• 1.2 土壤水分运动理论研究现状
• 1.3 土壤水分运动数值模拟研究发展动态
• 1.3.1 土壤水动力学参数的确定
• 1.3.2 土壤水分运动的数值模拟
• 1.4 研究的内容和方法
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方法及技术路线
• 2 非饱和土壤水分运动模型
• 2.1 从基本方程到具体问题
• 2.2 数值计算方法
• 2.2.1 有限差分法
• 2.2.2 有限元方法
• 2.2.3 其他数值解法简述
• 2.3 一维入渗的模拟模型
• 2.3.1 一维水平入渗
• 2.3.2 一维垂直入渗
• 2.4 一维蒸发的模拟模型研究
• 2.5 线性化问题和参数的取值
• 2.6 土壤水动力参数的确定与相互转化
• 2.6.1 直接测定法
• 2.6.2 间接推导法
• 2.7 小结
• 3 一维入渗的模拟模型研究
• 3.1 一维水平入渗模型及其计算
• 3.2 一维垂直入渗模型及计算
• 3.3 模型参数处理取值办法
• 3.3.1 土壤水力参数的取值
• 3.3.2 模型计算中其他参数的取值
• 3.4 小结
• 4 软件开发的计算机基础
• 4.1 本软件开发思路
• 4.2 软件开发方法概述
• 4.3 高级编程语言
• 4.3 开发工具的选择
• 4.3.1 影响开发工具选择的因素
• 4.3.2 Visual basic
• 4.3.3 其它辅助工具
• 4.3.4 VB和MATLAB的接口技术
• 4.4 小结
• 5 软件项目开发
• 5.1 项目计划与需求分析
• 5.2 TSN软件的介绍
• 5.2.1 TSN软件特色
• 5.2.2 TSN软件功能
• 5.2.3 TSN软件的客户定位
• 5.3 系统设计与选型
• 5.3.1 软件工具的选型
• 5.3.2 功能分析
• 5.3.3 技术问题分析
• 5.3.4 模块分工设计
• 5.4 各个功能模块的创建
• 5.4.1 封面窗体
• 5.4.2 登录窗体
• 5.4.3 核心计算窗体
• 5.4.4 参数窗体
• 5.4.5 帮助与支持窗体
• 5.5 测试和改进软件
• 5.5.1 实验及资料收集
• 5.5.2 系统测试的目的与方式
• 5.5.3 测试的主要内容
• 5.5.4 测试、改进软件
• 5.6 编译与发布
• 5.6.1 编译
• 5.6.2 软件产品的发布
• 5.7 小结
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 讨论及建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录