Дослідження впливу розливу забруднюючої речовини на вологоперенесення в ґрунті засобами комп’ютерного та математичного моделювання
Computer and mathematical modelling of moisture transport processes holds a prominent place in designing hydraulic structures, evaluating strength of potential slide soils, modelling crop growth etc. Such problems are among those constituting economic security of the country.For the purpose of formu...
Saved in:
| Date: | 2018 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Kamianets-Podilskyi National Ivan Ohiienko University
2018
|
| Online Access: | http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/140028 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences |
Institution
Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences| id |
mcmtechkpnueduua-article-140028 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2019-03-07T12:11:00Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| format |
Article |
| author |
Кожушко, Олена Дмитрівна Мартинюк, Петро Миколайович |
| spellingShingle |
Кожушко, Олена Дмитрівна Мартинюк, Петро Миколайович Дослідження впливу розливу забруднюючої речовини на вологоперенесення в ґрунті засобами комп’ютерного та математичного моделювання |
| author_facet |
Кожушко, Олена Дмитрівна Мартинюк, Петро Миколайович |
| author_sort |
Кожушко, Олена Дмитрівна |
| title |
Дослідження впливу розливу забруднюючої речовини на вологоперенесення в ґрунті засобами комп’ютерного та математичного моделювання |
| title_short |
Дослідження впливу розливу забруднюючої речовини на вологоперенесення в ґрунті засобами комп’ютерного та математичного моделювання |
| title_full |
Дослідження впливу розливу забруднюючої речовини на вологоперенесення в ґрунті засобами комп’ютерного та математичного моделювання |
| title_fullStr |
Дослідження впливу розливу забруднюючої речовини на вологоперенесення в ґрунті засобами комп’ютерного та математичного моделювання |
| title_full_unstemmed |
Дослідження впливу розливу забруднюючої речовини на вологоперенесення в ґрунті засобами комп’ютерного та математичного моделювання |
| title_sort |
дослідження впливу розливу забруднюючої речовини на вологоперенесення в ґрунті засобами комп’ютерного та математичного моделювання |
| title_alt |
Investigating the Influence of Spilled Contaminant on Soil Moisture Transport by the Means of Computer and Mathematical Modelling |
| description |
Computer and mathematical modelling of moisture transport processes holds a prominent place in designing hydraulic structures, evaluating strength of potential slide soils, modelling crop growth etc. Such problems are among those constituting economic security of the country.For the purpose of formulating moisture transport problem the model including interconnected processes of moisture, heat and mass transfer has been used in this paper. Different variable environmental and process parameters have been considered, as well as some relations for their calculating. Investigation of the given model has been conducted for the instance of the two-dimensional problem in the case of contaminant spillage on the soil surface. The characteristic feature of this problem is contamination of the soil in consequence of contaminant adsorption by the solid soil particles. In this case, we believe that accounting for porosity changes, which occur due to expansion of soil particles, is highly important. Moreover, other factors are making difference, such as variable pore solute density, which is increasing on dissolving contaminant salts, and the chemical osmosis, which influences soil water flow.The set moisture transport problem including variable porosity has been solved numerically using the finite element method. Program implementation of the corresponding algorithms has been conducted in FreeFem++ environment. A series of numerical experiments has been done, and solutions of the classical moisture transport problem and the one considering mass and heat transport have been compared. In the second case moisture distribution in the soil is much more irregular. It reflects more accurately the setting of the problem and is explained by the impact of mentioned above variable parameters. The results of the numerical experiments attest the importance of considering mass transfer and accompanying factors for that kind of problems. |
| publisher |
Kamianets-Podilskyi National Ivan Ohiienko University |
| publishDate |
2018 |
| url |
http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/140028 |
| work_keys_str_mv |
AT kožuškoolenadmitrívna investigatingtheinfluenceofspilledcontaminantonsoilmoisturetransportbythemeansofcomputerandmathematicalmodelling AT martinûkpetromikolajovič investigatingtheinfluenceofspilledcontaminantonsoilmoisturetransportbythemeansofcomputerandmathematicalmodelling AT kožuškoolenadmitrívna doslídžennâvplivurozlivuzabrudnûûčoírečovininavologoperenesennâvgruntízasobamikompûternogotamatematičnogomodelûvannâ AT martinûkpetromikolajovič doslídžennâvplivurozlivuzabrudnûûčoírečovininavologoperenesennâvgruntízasobamikompûternogotamatematičnogomodelûvannâ |
| first_indexed |
2025-07-17T10:13:41Z |
| last_indexed |
2025-07-17T10:13:41Z |
| _version_ |
1850409851592638464 |
| spelling |
mcmtechkpnueduua-article-1400282019-03-07T12:11:00Z Investigating the Influence of Spilled Contaminant on Soil Moisture Transport by the Means of Computer and Mathematical Modelling Дослідження впливу розливу забруднюючої речовини на вологоперенесення в ґрунті засобами комп’ютерного та математичного моделювання Кожушко, Олена Дмитрівна Мартинюк, Петро Миколайович Computer and mathematical modelling of moisture transport processes holds a prominent place in designing hydraulic structures, evaluating strength of potential slide soils, modelling crop growth etc. Such problems are among those constituting economic security of the country.For the purpose of formulating moisture transport problem the model including interconnected processes of moisture, heat and mass transfer has been used in this paper. Different variable environmental and process parameters have been considered, as well as some relations for their calculating. Investigation of the given model has been conducted for the instance of the two-dimensional problem in the case of contaminant spillage on the soil surface. The characteristic feature of this problem is contamination of the soil in consequence of contaminant adsorption by the solid soil particles. In this case, we believe that accounting for porosity changes, which occur due to expansion of soil particles, is highly important. Moreover, other factors are making difference, such as variable pore solute density, which is increasing on dissolving contaminant salts, and the chemical osmosis, which influences soil water flow.The set moisture transport problem including variable porosity has been solved numerically using the finite element method. Program implementation of the corresponding algorithms has been conducted in FreeFem++ environment. A series of numerical experiments has been done, and solutions of the classical moisture transport problem and the one considering mass and heat transport have been compared. In the second case moisture distribution in the soil is much more irregular. It reflects more accurately the setting of the problem and is explained by the impact of mentioned above variable parameters. The results of the numerical experiments attest the importance of considering mass transfer and accompanying factors for that kind of problems. Комп'ютерне та математичне моделювання процесів вологоперенесення в ґрунтах займає чільне місце при проектуванні гідроспоруд, дослідженні стійкості зсувонебезпечних ґрунтових масивів, прогнозуванні врожайності тощо. Ці задачі є складовими забезпечення економічної безпеки держави.Для формулювання задачі вологоперенесення в даній роботі використовувалася модель, що враховує взаємопов'язані процеси перенесення вологи, тепла та хімічних речовин. Розглянуто різні змінні параметри середовища та згаданих процесів, а також описано деякі залежності для їх знаходження. Дослідження даної моделі здійснено на прикладі двовимірної задачі для випадку розливу забруднюючої речовини на поверхні ґрунту. Особливістю такої задачі є забруднення ґрунту внаслідок адсорбції твердими частками ґрунту хімічної речовини. У цьому випадку, на нашу думку, особливо важливим стає врахування зміни пористості ґрунту, що відбувається внаслідок збільшення об’єму твердих часток. Також відіграють свою роль зміна густини порової рідини, що зростає при розчиненні у ній забруднюючих солей, та явище хімічного осмосу, що впливає на рух рідини.Поставлена задача вологоперенесення в ґрунті з врахуванням змінної пористості була розв’язана чисельно методом скінченних елементів. Програмна реалізація відповідних алгоритмів здійснена в середовищі FreeFem++. Здійснено чисельні експерименти, в яких порівняно розв’язки класичної задачі вологоперенесення та поставленої задачі із врахуванням тепломасоперенесення. У другому випадку в розподіл вологи у ґрунті спостерігалися значно більші перепади вологості. Це більш точно відображає умови розглянутої задачі та пояснюється впливом описаних вище змінних параметрів процесу. Результати чисельних експериментів свідчать про важливість врахування масоперенесення та пов’язаних із ним факторів для подібних задач. Kamianets-Podilskyi National Ivan Ohiienko University 2018-05-18 Article Article application/pdf http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/140028 10.32626/2308-5916.2018-17.80-92 Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences; 2018: Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences. Issue 17; 80-92 Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки ; 2018: Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки. Випуск 17; 80-92 2308-5916 10.32626/2308-5916.2018-17 uk http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/140028/137072 Авторське право (c) 2021 Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки |