مقایسه روش های عددی حجم محدود جهت حل معادله فرارفت- پراکندگی در محیط‌های غیراشباع

با توجه به محدودیت و عدم دسترسی به منابع آب شیرین، آب زیرزمینی به‌عنوان یک منبع شناخته شده، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این مطالعه، از یک روش نوین حجم محدود موسوم به ddfv (dual discrete finite volume ) برای مدل‌سازی جریان و انتقال آلودگی در آب زیرزمینی استفاده شده است. در این روش، از شبکه‌بندی‌های ساختاریافته و ساختارنایافته استفاده شده که می‌تواند هندسه‌های پیچیده را مورد بررسی قرار دهد و معادلات جریان و انتقال آلودگی به‌دقت برای هر المان شبکه مثلثی مدل شده و غلظت آلودگی در مرکز و رئوس هر المان به دست آید. در ابتدا، معادله‌ی جریان در محیط غیراشباع حل شد و پارامترهای محتوای رطوبت و تراز سطح آب زیرزمینی محاسبه گردید. سپس با توجه به نتایج به‌دست آمده، سرعت حرکت آب در خاک برآورد شد. در نهایت، معادله آلودگی در محیط غیراشباع استخراج شد و مقدار غلظت در رئوس هر المان محاسبه گردید. این مدل در حالت‌های جریان ناپایدار در یک بعد و دو بعد بادقت بالا صحت‌سنجی شده است.با مقایسه حالت دوبعدی با حالت یک‌بعدی، مشخص گردید که نوسانات در حالت دوبعدی وجود ندارد.

comparison of finite volume methods for the solution of advection-dispersion equation in unsaturated porous media

due the limitations and lack of access to fresh water resources، groundwater is recognized as an important source. in this research، a novel method called dual discrete finite volume (ddfv) has been developed for modeling flow and contaminant transport in saturated and unsaturated porous media. in this method، structured and unstructured grids have been used to handle complex geometries. flow and contaminant transport equations have been accurately modeled for each triangular element in the grid. this modeling process yields contaminant concentrations at the center and vertices of each element. first، the flow equation in an unsaturated medium has been solved. parameters such as moisture content and hydraulic head have been calculated. then، based on the obtained results، the water velocity in the soil was estimated. finally، the contamination equation in an unsaturated medium was extracted، and the concentration values at the vertices of each element were calculated. this model has been validated for transient flow conditions with high accuracy. by comparing the two-dimensional case with the one-dimensional case، it was determined that there are no numerical oscillations in the two-dimensional case.