Parameter dependence of the advection-diffusion equation in 1+1 dimensions

Orientador: Varese Salvador TimoteoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de TecnologiaResumo: Foi empregado o método da diferença finita explícita para resolução da equação da difusão unidimensional em um cenário de dispersão espacialmente dependente ao longo de um fluxo não uniforme em meio semi-infinito heterogêneo com uma fonte emissora do tipo pulso, cenário abordado recentemente na literatura. O método foi validado por meio da comparação com solução analítica existente e foi empregado para análise da influência da velocidade inicial do fluxo, do coeficiente de dispersão e da heterogeneidade do meio na variação da concentração de um poluente em função do espaço e do tempo. De acordo com os resultados, observou-se que quando a fonte é ativada, a razão C / C0 é maior para valores maiores da velocidade inicial do fluxo e do coeficiente de dispersão inicial e que apenas para distâncias mais curtas da fonte de emissão, a proporção é maior para o meio com menos heterogeneidade, uma vez que a distância da fonte aumenta, a concentração se torna maior para meios com maior heterogeneidade. Após a remoção da fonte, por sua vez, foi verificada uma maior concentração para valores mais baixos de velocidade inicial do fluxo, coeficiente de dispersão e heterogeneidade do meio próximo à fonte emissora, e valores maiores dos três parâmetros, após o pico da concentração máxima. Os resultados demonstraram boa eficácia quando comparados à solução analíticaAbstract: The explicit finite difference method for solving the one-dimensional advection-diffusion equation was used in a spatially dependent dispersion scenario along a non-uniform flow in a heterogeneous semi-infinite medium with a pulse-type emitting source, a scenario recently discussed in the literature. The method was validated by comparison with existing analytical solution and was used to analyze the influence of the initial velocity of the stream, the dispersion coefficient and the heterogeneity of the medium in the variation of the concentration of a pollutant as a function of space and time. According to the results, it was observed that when the source is activated, the ratio C / C0 is higher for higher values of the initial flow velocity and the initial dispersion coefficient and that only for shorter distances of the emission source, the proportion is higher for the medium with less heterogeneity, since the distance of the source increases, the concentration becomes larger for means with greater heterogeneity. After the source removal, a higher concentration was verified for lower values of initial flow velocity, dispersion coefficient and heterogeneity of the medium near the emitting source, and higher values of the three parameters, after the maximum concentration peak. The results showed good efficacy when compared to the analytical solutionMestradoAmbienteMestra em Tecnologi