شبيه سازي جريانهاي داراي نيتروژن در محيط متخلخل به روش حجم محدود

یكی از مهمترین عوامل آلوده كنندۀ آبهای زیرزمینی، نیترات است. فعالیتهای مختلف بشری از جمله استفاده از كودهای شیمیائی در كشاورزی، باعث ورود نیترات به آبهای زیرزمینی می گردد. در این مقاله تأثیر دینامیكی رطوبت خاك بر چرخه های كربن و نیتروژن، با ارائۀ ارتباطی بین نمونۀ رطوبت خاك و معادلات دیفرانسیلی غیر خطی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در حال حاضر تحقیقات گسترده ای در ارتباط با مدل سازی كنترل رطوبت خاك در جریانهای دارای محلول انجام می گردد. برای این عمل، منفصل سازی معادلات قانون بقاء انرژی، با روش خاص صورت می گیرد. مدل ریاضی حاكم بر جریان دارای نیترات در محیط غیر همسان بصورت معادلات تركیبی ارائه شده است. در این مدل، معادلات برای پخش در محیط چندگانه و قانون دارسی ، مد نظر قرار گرفته شده است. سپس با استفاده از روش حجم محدود، منفصل سازی جریان دارای نیتروژن در محیط متخلخل، صورت می گیرد. شار جریان از تقریبهای تفاضل مركزی و یا از تقریب متكی به بالادست، بدست می آید. برای مطالعۀ موردی، دشت مشهد در نظر گرفته شده است. با انجام عملیات كالیبراسیون نتایج اندازه گیری شده با نتایج عددی استفاده از روش حجم محدود منطبق شده است. پس از آزمایش مدل می توان نحوۀ تغییرات نیترات را در گره های دیگر شبكۀ محاسباتی، پیش بینی نمود. با استفاده از این پیش بینیها ، وضعیت آبهای آشامیدنی برای چندین سال بعد مشخص می شود. با انجام مدلسازی عددی به روش حجم محدود مشخص میگردد كه كیفیت آب آشامیدنی برای دشت مشهد در ده سال آینده مناسب است