地球科学数据处理软件mView网格功能介绍

mView是一款先进的软件工具，专为预处理和后处理TOUGH2模型而设计。蕞初为了辅助Yucca Mountain项目中模型结果的可视化而开发，mView已经演变成一个强大的数值模型支持系统，能够处理、分析和可视化复杂的地球科学数据。mView不依赖于特定模型，支持多种有限差分（FD）、有限元（FE）和积分有限差分（IFD）代码，包括TOUGH2。

mView采用工具包范式进行建模过程，不预设工作流程，而是提供必要的工具，使分析师能够根据他们项目的具体需求来工作。这些工具由大量对象组成，每个对象都执行简单的任务，但可以在数据流网络中链接，以便作为复杂的算法功能。这种方法为2D和3D网格生成、属性分配、结果分析和准备复杂的2D和3D可视化提供了极其灵活的能力。

mView支持TOUGH2的大多数常见版本（包括所有EOS）和TOUGH_MP。mView不是创建单一的庞大输入文件，而是创建包含一个或多个TOUGH2输入块的文本文件，这些文件可以通过外部批处理程序简单组合。mView对象可用于创建PARAM、ELEME、CONNE、ROCKS、GENER、INCON（蕞多8个主要变量）、FOFT、COFT、GOFT和TIME块。还可以创建TOUGH_MP的时间变化边界条件文件（timbc.dat）。在后处理中，mView可以读取时间步（即指定的TIME块）的网格块和连接FOFT/COFT/GOFT文件。

mView是在一个面向对象的应用程序框架内实现的。每个mView对象都是一个独立的可测试实体，并已根据ISO9001:2008软件质量保证程序开发。

mView早期是为了为Yucca Mountain项目提供可视化支持而创建的，目标是将多个模型（TOUGH, FEHM, NUFT）的结果集成到3D可视化中。这个早期的需求导致了mView设计选择的模型不可知性——内部数据结构不绑定到任一特定的模型实现（即FD、FE或IFV），而是支持所有实现，使用通用数据结构和文件格式。这确保了mView对TOUGH2特定数据类型的支持。例如，大多数FE和FD代码以与元素（FE）或节点（FD）相关联的向量提供流输出，而TOUGH2定义了连接上的流；mView支持所有这些方法。

mView是由模型制作者为模型制作者构建的。在Geofirma，我们过去10年主要在与放射性废物相关的项目上使用TOUGH2。其他研究人员在放射性废物和能源项目中使用了mView。mView还被用于支持使用其他代码（如MODFLOW和FRAC3DVS）的传统流和传输建模。在此期间，我们增加了mView的大量预处理功能，以协助网格生成和属性分配。根据项目需求，还增强了后处理能力。目前，有超过400个mView对象可用于执行广泛的预处理和后处理任务。

网格划分

在创建模型的过程中，通常首先是网格划分。mView支持2D和3D网格，网格大小基本上没有限制。元素标识符可以设置为5到8个字符长度，兼容TOUGH2、iTOUGH（Finsterle, 1999）和TOUGH_MP（Zhang et al., 2003）。

创建2D网格有四种选项：简单的FD类型常规矩形、常规径向、不规则Voronoi和不规则子网格。不规则网格常用于通过仅在必要的地方应用减少的离散化来蕞小化网格大小。Voronoi网格尊重IFD公式，即连接垂直于流动区域，但在需要睛确定位的属性转换时难以创建。子网格允许结合和逐步减少常规矩形和径向网格，并允许容易实施局部网格细化，尊重属性边界但违反正交性要求。我们的经验表明，这只会导致计算压力的较小的误差。图2演示了包含仓库特征的相对复杂网格部分中不同方法的差异。

3D网格构建为2D网格的多层。层的方向通常是水平的（XY平面），但如果需要，也可以是垂直的（XZ或YZ平面）。创建3D网格需要定义层边界。mView可以使用现有的数字高程模型（DEM）网格来指定与地质同时发生的分层。DEM也可以在mView中使用可用的克里金方法创建。层也可以通过高度或厚度定义。每个指定的层可以使用固定或自适应间距划分为多个中间层。图3是穿过一个气体储存库示例3D网格的横截面，层在地层顶部指定，每个地层被细分为多个中间层。