توسعه يك مدل عددي جديد بر مبناي گالركين ناپيوسته براي شبيه سازي تهاجم آب شور دريا به آبخوان هاي ساحلي

سابقه و هدف: آبخوان هاي ساحلي از مهم ترين منابع تامين آب شيرين در بسياري از كشور هاي جهان، بخصوص در نواحي خشك و نيمه خشك به شمار مي رود. بدليل مجاورت و ارتباط آبخوان هاي ساحلي با آب شور دريا و تهديد ناشي از آلوده شدن آن ها بواسطه پيش روي آب شور، مديريت و حفاظت اين منابع آب شيرين ساحلي امري كاملاً ضروري است. بنابراين هدف از پژوهش حاضر، توسعه يك مدل عددي جديد براي شبيه ساي انتقال آلودگي در آبخوانهاي ساحلي (تهاجم آب شور دريا به آبخوان هاي ساحلي) با استفاده از روش عددي گالركين ناپيوسته مي باشد. مواد و روش‌ها: در اين تحقيق از روش‌هاي گالركين ناپيوسته كه كمتر در مسائل مهندسي گسترش پيدا كرده‌ است، براي شبيه‌ سازي جريان‌هاي وابسته به چگالي آب زيرزميني (مانند هجوم آب شور دريا به آبخوان‌هاي ساحلي) بكار گرفته شد. براي اين منظور معادلات غير خطي حاكم بر جريان و انتقال شوري در يك محيط آبخوان اشباع با استفاده از روش گالركين ناپيوسته منقطع‌سازي گرديد و از روش ضمني براي منقطع‌سازي زماني استفاده شد. پس از اعمال شرايط مرزي و اوليه، روش پيكارد اصلاح شده براي خطي‌سازي معادلات جبري حاصله بكار گرفته شد كه براي از بين بردن نوسانات غيرفيزيكي در حل عددي از محدود كننده شيب چاونتجافري استفاد شد. دو مسأله اصلاح شده هنري، مسأله الدر و درنهايت مسأله آزمايشگاهي گاسواميسلمنت در سه فاز متفاوت مورد استفاده قرار گرفت. براي تمامي مسائل نتايج با ساير حل‌هاي ارائه شده براي آن مسائل مقايسه گرديد تا دقت مدل قابل ارزيابي باشد. همگرايي روش با ريز كردن شبكه حل در مسأله استاندارد هنري نشان داده شد. محدود كننده شيب چاونتجافر براي كنترل نوسانات غير فيزيكي در حل مسأله آزمايشگاهي بطور موفقيت‌آميزي بكار گرفته شد كه نتايج رضايت بخشي از آن بدست آمد. نتايج حاصل دقت مدل را در مقايسه با ساير روش‌هاي عددي بخوبي نشان داده است. نتيجه‌گيري: مدل با استفاده از مسائل مذكور مورد صحت‌سنجي و ارزيابي قرار گرفت كه نتايج حاصل در تمامي مثالها حاكي از دقت بسيار بالاي اين روش دارد. در مكان‌ هايي از دامنه حل كه سرعت جريان بالاست، نشان داده شد اين روش در مقايسه با برخي روش‌ها همانند تفاضل محدود نوسانات غير فيزيكي از خود بروز نمي‌دهد. علاوه براين نتايج نشان مي‌دهد كه اين روش نسبت به روش‌هاي عددي ديگر همچون روش احجام محدود پخش عددي كمتري را بروز مي‌دهد. همينطور استفاده از اين روش براي شبيه‌سازي مسأله آزمايشگاهي جنبه كاملاً عملي اين مدل را نشان مي‌دهد.