AIR/W——空气流动分析软件

AIR/W是一个适用于分析类似岩石和土这样的多孔介质材料中地下水-空气相互作用的有限元软件。它全面面简洁的表达使用户可以分析从简单的、饱和稳态问题到复杂的、饱和-非饱和时变问题。AIR/W被广泛应用于岩土工程、土木工程、地质学、采矿工程等多学科问题的分析和设计。

1. 饱和非饱和流

AIR/W可以被应用于饱和-非饱和区域、这一特点也大大扩展了它所能分析问题的范围。除了可以分析稳定流中空气含量固定的这类一般性问题，对于饱和-非饱和问题，AIR/W也能分析空气流动和渗流过程随时间改变这类空气和水含量改变的问题。AIR/W和TEMP/W耦合，可以解决在冻融土中空气和水的流动问题，在这一过程中考虑了空气密度随温度而改变。

2. 操作简便

AIR/W软件中独特的类似于CAD处理工艺，允许用户通过在屏幕上画计算区域来生成有限元网格。用户还可以交互式的输入边界条件和材料属性。用户甚至可以用简单的参数变量如颗粒尺寸、渗透系数、饱和含水率和入口空气值等来定义材料特性函数。如果出现了错误，也只需要用Undo命令来进行改正。

如果已经解算完了用户的渗流问题，AIR/W提供了很多方式来查看计算结果。AIR/W软件的后处理界面可以显示常用的等值线、或任意时间步计算出的参数作坐标的平面图形，如水头、压力、基质吸力、梯度、速度和传导率。空气和水的速度向量显示了流动方向和流动速率，瞬变情形可以由随时间变化的水位线位置来显示，在交互式对话框中点击任意节点、单位的高斯区域、水量流出区可以查看各种计算参数。然后，用户可以把计算结果以诸于Excel或者Word文档等形式输出，以便进行进一步的分析和应用。

3. 典型应用

AIR/W可以模拟几乎所有的地下水问题，包括：

• 土壤水蒸汽预测系统
• 在隧道支撑和地下水流入过程控制的空气压力等问题
• 河岸水渗透影响下的空气压力变化问题
• 热量/密度随着空气流动热传在冻结/融化土壤中（和TEMP/W耦合）
• 吸力现象

4. 与其它软件的结合应用

AIR/W和SEEP/W软件同TEMP/W软件耦合可以模拟由于空气和水的流动而引起的热量的对流与传递问题。相反，在AIR/W中还考虑了温度对空气密度和压力的影响，因此，空气流动是在热传基础上的。AIR/W通过输入空气含量和垂直质量流量到TEMP/W，TEMP/W返回一个新的温度值到AIR/W。这个过程是在模型定义计算过程中自动完成的。