حل عددی معادله جابهجایی-پراکندگی با روش عددی بدون شبکه پتروو-گالرکین (مطالعه موردی: رودخانه مِریبِرن)
نویسندگان
1 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.
2 دانشیار، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.
3 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.
4 گروه سازههای آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.
doi
10.22112/jwwse.2021.271723.1254چکیده
انتقال آلایندهها در رودخانهها یکی از مهمترین مسائل در محیطزیست است. بسیاری از محققین به حل معادله جابهجایی- پراکندگی به روشهای گوناگون عددی از جمله روش تفاضل محدود و اجزای محدود پرداختند. این روشها علیرغم مزایایی که دارند، دارای معایبی نیز هستند که اکثراً مرتبط با شبکهبندی دامنه مسئله است، بههمین علت استفاده از روشهای بدون شبکه که نیازی به شبکهبندی دامنه حل ندارند، ضروری بهنظر میرسد. در تحقیق حاضر، حل یکبعدی معادله جابهجایی- پراکندگی با استفاده از روش بدون شبکه محلی پتروو-گالرکین در حالت غیرماندگار انجام شده، و بهمنظور بررسی صحت عملکرد مدل از دادههای رودخانه مِریبِرن استفاده شد. تابع تقریب و تابع وزن بهکار رفته در روش مورد مطالعه، بهترتیب تابع حداقل مربعات متحرک و تابع کیوبیک اسپیلاین است. در این پژوهش، 9 آزمایش برای واسنجی مدل و 2 آزمایش برای اعتبارسنجی آن استفاده شد. برای واسنجی، نمودار ضریب پراکندگی و سرعت نسبت به دبی رسم و معادله رگرسیونی توانی استخراج شد که بهترتیب دارای ضریب همبستگی 925/0 و 988/0 بودند. در حالت اعتبارسنجی نیز، برای هر مدل ضریب پراکندگی و سرعت با به حداقل رساندن معیار میانگین مربعات خطای غلظت محاسباتی و مشاهداتی بهینه شد. مقدار ضریب پراکندگی در این تحقیق در بازه 1/1-13/0 مترمربع بر ثانیه، برای محدوده دبی 437-13 لیتر بر ثانیه بهدست آمد. نتایج این مطالعه حاکی از عملکرد و دقت قابل قبول روش بدون شبکه است.