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    模拟多孔介质中生物化学输运的有限颗粒法的一个修正算法

    曹圣山 孙讷正

    曹圣山, 孙讷正, 2003. 模拟多孔介质中生物化学输运的有限颗粒法的一个修正算法. 地球科学, 28(5): 492-496.
    引用本文: 曹圣山, 孙讷正, 2003. 模拟多孔介质中生物化学输运的有限颗粒法的一个修正算法. 地球科学, 28(5): 492-496.
    CAO Sheng-shan, SUN Ne-zheng, 2003. A Modified Algorithm of FCM for Simulating Biological and Chemical Transport Process. Earth Science, 28(5): 492-496.
    Citation: CAO Sheng-shan, SUN Ne-zheng, 2003. A Modified Algorithm of FCM for Simulating Biological and Chemical Transport Process. Earth Science, 28(5): 492-496.

    模拟多孔介质中生物化学输运的有限颗粒法的一个修正算法

    详细信息
      作者简介:

      曹圣山, 男(1961-), 副教授, 山东大学在读博士, 中国海洋大学数学系工作, 主要从事数学建模、地下水流和水质的数学模型和数值模拟研究.E-mail: sscao@sina.com

    • 中图分类号: P641.2

    A Modified Algorithm of FCM for Simulating Biological and Chemical Transport Process

    • 摘要: 给出了有限颗粒法(FCM) 的一个修正算法, 用来模拟二维多孔介质中复杂的物理、生物化学输运现象.该算法不仅具有与早先的FCM一样的优点, 而且可以在更微观的水平上保证质量守恒, 获得更为准确的颗粒位置, 从而有利于质量交换的高精度计算.计算结果与精确解和早先的FCM的结果做了比较.

       

    • 图  1  实线所示的2个单元, 上面是移入单元, 即下游单元, 下面是移出单元, 即上游单元

      Fig.  1.  Two blocks shown by solid line, the upper is downstream block which maybe accept cells, the lower is the upstream block which maybe send out cells

      图  2  问题1的精确解和数值解结果比较

      a, b.分别是精确解在第4天、第8天的子区域平均结果; c, d.分别是修正的FCM算法在第4天、第8天模拟结果; e, f.分别是原FCM算法在第4天、第8天的模拟结果

      Fig.  2.  Comparison between analytical solution and FCM solutions of problem 1 on the fourth day and eighth day respectively

      图  3  第4, 5, 8天的有机污染物浓度模拟结果

      a, c, e.原FCM算法的计算结果; b, d, f.修正的FCM算法的模拟结果

      Fig.  3.  Concentrations of hydrocarbon simulated by the two FCMs on the fourth day, fifth day and eighth day respectively

      表  1  数值模拟问题2时所用的各种参数值

      Table  1.   Values of parameters in problem 2

    • [1] Bear J. 多孔介质流体动力学[M]. 李竟生, 陈崇希, 译. 北京: 中国建筑工业出版社, 1983.

      Bear J. Dynamics of fluids in porous media[M]. Translated by LI J S, CHEN C X. Beijing: China Architecture & Building Press, 1983.
      [2] Sun N Z. Mathematical modeling of groundwater pollution [M]. New York: Springer-Verlag, 1996.
      [3] Sun N Z. Modeling biodegradation processes in porous media by the finite cell method[J]. Water Resour Res, 2002, 38(3): 1-11.
      [4] Rashid M, Kaluarachchi J J. A simplified numerical algorithm for oxygen-and nitrate-based biodegradation of hydrocarbons using Monod expressions[J]. J Contam Hydrol, 1999, 40(1): 53-77. doi: 10.1016/S0169-7722(99)00032-7
      [5] Cirpka O A, Frind E O, Helmig R. Numerical simulation of biodegradation controlled by transverse mixing[J]. J Contam Hydrol, 1999, 40(2): 159-182. doi: 10.1016/S0169-7722(99)00044-3
      [6] Tompson A F B. Numerical simulation of chemical migration inphysically and chemically heterogeneous porous media[J]. Water Resour Res, 1993, 29(11): 3709-3726. doi: 10.1029/93WR01526
      [7] BosmaW J P, van de Zee S E A T M, van Duijn C J. Plume development of a nonlinearly adsorbing solutein heterogeneous porous formations[J]. Water Resour Res, 1996, 32(6): 1569-1584. doi: 10.1029/96WR00636
      [8] Labolle E M, Fogg G E, Tompson A F B. Random-walk simulation of transport in heterogeneous porous media: Local mass-conservation problem and implementation methods [J]. Water Resour Res, 1996, 32(3): 583-594. doi: 10.1029/95WR03528
      [9] Delay F, Housset H, Porel G, et al. Transport in a2-D saturated porousmedium: A new method for particle tracking[J]. Math Geol, 1996, 28(1): 45-71. doi: 10.1007/BF02273523
      [10] Sun N Z. A finite cell method for simulating the mass transport process in porous media[J]. Water Resour Res, 1999, 35(12): 3649-3662. doi: 10.1029/1999WR900187
      [11] Murphy E M, Ginn T R. Modeling microbial processes in porous media[J]. Hydrol J, 2000, 8(1): 142-158.
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    出版历程
    • 收稿日期:  2003-05-18
    • 刊出日期:  2003-09-25

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