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一维均质与非均质土柱中溶质迁移的分数微分对流-弥散模拟

陈静 黄冠华 黄权中

陈静, 黄冠华, 黄权中. 一维均质与非均质土柱中溶质迁移的分数微分对流-弥散模拟[J]. 水科学进展, 2006, 17(3): 299-304.
引用本文: 陈静, 黄冠华, 黄权中. 一维均质与非均质土柱中溶质迁移的分数微分对流-弥散模拟[J]. 水科学进展, 2006, 17(3): 299-304.
CHEN Jing, HUANG Guan-hua, HUANG Quan-zhong. Simulation of one-dimensional solute transport in homogeneous and heterogeneous soils with scale-dependent fractional advection-dispersion equation[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(3): 299-304.
Citation: CHEN Jing, HUANG Guan-hua, HUANG Quan-zhong. Simulation of one-dimensional solute transport in homogeneous and heterogeneous soils with scale-dependent fractional advection-dispersion equation[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(3): 299-304.

一维均质与非均质土柱中溶质迁移的分数微分对流-弥散模拟

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50479011;50279025);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-05-0125)
详细信息
    作者简介:

    黄冠华,教授,博士,主要从事多孔介质中水分与溶质运移模拟研究。E-mail:ghuang@qcau.edu.cn

  • 中图分类号: X143

Simulation of one-dimensional solute transport in homogeneous and heterogeneous soils with scale-dependent fractional advection-dispersion equation

  • 摘要: 分数微分对流-弥散方程(FADE)是模拟溶质迁移问题的新理论,但应用FADE来模拟溶质迁移时能否克服弥散的尺度效应尚待验证。利用长土柱实验资料结合FADE的解析解拟合推求FADE的弥散系数,并分析其与尺度之间的相关关系。研究结果表明,FADE的弥散系数具有随尺度增大而增大的现象,且均质土柱中FADE的弥散系数尺度效应小于非均质土柱中弥散系数尺度效应。在均质土柱中,弥散系数与尺度之间成指数相关关系,在非均质土柱中,弥散系数与尺度之间成幂相关关系。考虑了弥散系数分别与迁移时间和迁移距离呈线性递增两种相关关系,进而分别构建了3种考虑弥散尺度效应的FADE模型,并提出了求解的差分方法。利用上述3种考虑弥散尺度效应的FADE来模拟和预测不同空间位置处的溶质迁移过程。结果表明,对均质土柱中的溶质迁移可得到较好的模拟结果;对于非均质土柱,其模拟结果与实测结果仍然存在一定的差异。
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出版历程
  • 收稿日期:  2005-02-24
  • 修回日期:  2005-05-30
  • 刊出日期:  2006-05-25

一维均质与非均质土柱中溶质迁移的分数微分对流-弥散模拟

    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(50479011;50279025);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-05-0125)
    作者简介:

    黄冠华,教授,博士,主要从事多孔介质中水分与溶质运移模拟研究。E-mail:ghuang@qcau.edu.cn

  • 中图分类号: X143

摘要: 分数微分对流-弥散方程(FADE)是模拟溶质迁移问题的新理论,但应用FADE来模拟溶质迁移时能否克服弥散的尺度效应尚待验证。利用长土柱实验资料结合FADE的解析解拟合推求FADE的弥散系数,并分析其与尺度之间的相关关系。研究结果表明,FADE的弥散系数具有随尺度增大而增大的现象,且均质土柱中FADE的弥散系数尺度效应小于非均质土柱中弥散系数尺度效应。在均质土柱中,弥散系数与尺度之间成指数相关关系,在非均质土柱中,弥散系数与尺度之间成幂相关关系。考虑了弥散系数分别与迁移时间和迁移距离呈线性递增两种相关关系,进而分别构建了3种考虑弥散尺度效应的FADE模型,并提出了求解的差分方法。利用上述3种考虑弥散尺度效应的FADE来模拟和预测不同空间位置处的溶质迁移过程。结果表明,对均质土柱中的溶质迁移可得到较好的模拟结果;对于非均质土柱,其模拟结果与实测结果仍然存在一定的差异。

English Abstract

陈静, 黄冠华, 黄权中. 一维均质与非均质土柱中溶质迁移的分数微分对流-弥散模拟[J]. 水科学进展, 2006, 17(3): 299-304.
引用本文: 陈静, 黄冠华, 黄权中. 一维均质与非均质土柱中溶质迁移的分数微分对流-弥散模拟[J]. 水科学进展, 2006, 17(3): 299-304.
CHEN Jing, HUANG Guan-hua, HUANG Quan-zhong. Simulation of one-dimensional solute transport in homogeneous and heterogeneous soils with scale-dependent fractional advection-dispersion equation[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(3): 299-304.
Citation: CHEN Jing, HUANG Guan-hua, HUANG Quan-zhong. Simulation of one-dimensional solute transport in homogeneous and heterogeneous soils with scale-dependent fractional advection-dispersion equation[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(3): 299-304.
参考文献 (20)

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