حل تحلیلی معادله دو بعدی و غیرماندگار انتقال آلودگی بهازای شرط اولیه و منابع آلاینده دلخواه در مجاری روباز
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه سازههای آبی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 استادیار، گروه سازههای آبی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
3 استاد، گروه سازههای آبی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
doi
10.22059/jesphys.2021.287486.1007153چکیده
انتشار آلودگی در منابع آبهای سطحی و زیرزمینی یکی از مهمترین مشکلات زیستمحیطی در دنیای امروز است. در این راستا حلهای تحلیلی نقش مهمی در درک بهتر مسأله انتقال آلودگی، تخمین پارامترهای فرایند انتقال آلاینده و صحتسنجی حلهای عددی ایفا میکنند. در این تحقیق حل تحلیلی معادله انتقال آلودگی در حالت دو بعدی بهازای شرط اولیه کلی و نیز بهازای منابع فعال آلاینده نقطهای با الگوهای زمانی دلخواه در دامنه محدود در مجاری روباز با استفاده از تکنیک تبدیل انتگرالی تعمیمیافته بهدست آمده است. بهمنظور ارزیابی عملکرد حل تحلیلی استخراج شده، نتایج حاصله از حل تحلیلی پیشنهادی با حل تحلیلی با استفاده از روش تابع گرین در قالب دو مثال فرضی مجزا مقایسه شد. در مثال فرضی اول، شرط اولیه بهصورت تخلیه ناگهانی جرم ماده خشک در یک نقطه معین و عبارت منبع بهصورت یک منبع آلاینده نقطهای فعال با الگوی زمانی بهصورت یک تابع نمایی در نظر گرفته شد. در مثال دوم، شرط اولیه مشابه با مثال اول و عبارت منبع بهصورت دو منبع آلاینده نقطهای فعال با الگوهای زمانی نامنظم لحاظ شد. کانتورهای غلظت حاصله در هر دو مثال، انطباق حل تحلیلی پیشنهادی با حل تحلیلی با استفاده از روش تابع گرین را نشان میدهد. همچنین شاخصهای آماری ضریب همبستگی (R2) و میانگین خطای نسبی (MRE، Mean Relative Error) نیز کمتر از 5/0 درصد بهدست آمد که عملکرد مطلوب حل تحلیلی پیشنهادی را گزارش میدهد. حل تحلیلی پیشنهادی قابلیت اتخاذ شرط اولیه دلخواه و نیز منابع آلاینده متعدد با الگوهای زمانی دلخواه را دارا بوده و میتواند بهعنوان یک راهحل مبنا در صحتسنجی حلهای عددی مورد استفاده قرار گیرد.