有限元素法(FEM-Finite Element Method)及邊界積分法(BIEM-Boundary Integral Equation Method)目前在解析工程應用較為廣泛之數值分析,本文之目的在於比較此兩種方法應用於自由含水層中抽水模擬時,判斷並分析其精確性,並比較其優缺點,以供將來在應用此兩種數值方法參考之用。

本文中論及之有限元素法(FEM),其解析之方式是將其定義域離散化,並以葛爾金法(Galerkin's Method)做殘差加權(Weighting Residual);而邊界積分法(BIEM)其解析之方式乃將其邊界條件離散化,並利用葛林函數(Greenfunction)將地下水偏微分方程式化成積分型式,沿邊界積分並模擬定義域變化情形,另外配合黑蕭模型(Hele-Shaw Model)實驗,以模型抽水方式模擬以及理論方式解析,四種方式相互比較及驗證,尋找上述兩法何者較為便捷,何者較為實際。

由於上述兩法所要解析地下水偏微分方程較為複雜,必須藉電子計算機高速演算之能力,所以在計算機使用容量及執行時間,都做一詳盡比較,並配合黑蕭模型實驗,以數值分析為經,模型實驗為緯,兩者相輔相成,以祈能對國內地下水開發實質上有所助益。