[发明专利]多组分污染物迁移导出半解析解的方法

摘要

本发明涉及一种针对在地下水流动速度及扩散系数随着时空而变化、边界条件随着时间而变化的条件下凭借连串的一级网络反应结合的多组分污染物迁移导出半解析解的方法，本发明提供一种针对凭借连串的一级反应结合的脱氯反应式导出半解析解的方法，其结合克莱门特的相似变换方式与广义积分变换技术方法导出非均质媒质及不稳定流之类的复杂问题的解析解并且与商用数值程序2DFATMIC比较而进行验证，从而能够应用到被放射性物质与衰减的子体核素污染的核废料处理场地及PCE、TCE及其生物降解副产物之类的氯化有机溶剂所污染的工业园区，还能广泛地应用到所开发出来的数值程序的验证用途。

主权项

1.一种针对多组分污染物迁移导出半解析解的方法，其让电脑或专用硬件所构成的运算装置实行一系列流程地构成，该一系列流程结合克莱门特(Clement)的相似变换方法与广义积分变换技术(generalized integral-transform technique；GITT)方法针对在地下水流动速度及扩散系数随着时空而变化、边界条件随着时间而变化的条件下凭借连串的一级网络反应结合的多组分污染物迁移导出半解析解，其特征在于，上述一系列流程包括下列步骤：通过正向线性转换把以一级线形互相结合的多组分污染物浓度利用下列数学式转换成各污染组分的独立浓度在此，a_i是通过正向线性方法转换的污染组分i的浓度，C_i是污染组分i的浓度，y_i是污染组分i的生成率，k_i是污染组分i的消灭率，D(x,t)是扩散系数；利用下列数学式，对上述转换步骤中凭借正向线性转换所转换的上述各污染组分的独立迁移式实行控制方程式转换在此，a_i是通过正向线性方法转换的污染组分i的浓度，k_i是污染组分i的消灭率，v(x,t)是地下水流动速度，D(x,t)是扩散系数；根据正向线性转换方式，利用下列数学式把多组分污染组分的初始条件及边界条件转换成适合上述各污染组分的独立迁移式的初始条件及边界条件在此，C_i0及C_ib(t)分别是没有转换的域中物质i的初始及狄利克雷(Dirichlet)边界条件[ML^-3]，a_i0及a_ib(t)分别是转换的域中物质i的初始及边界条件[ML^-3]；利用下列数学式，根据GITT方法在随着时间与空间而变化的地下水流动及扩散系数下求得正向线性转换的各污染组分解析解在此，β_n及φ_n(x)分别是第n个特征值(eigenvalue)及其所对应的特征函数(eigenfunction)，v₀及D₀的值在x=0及t=0处为v(x,t)及D(x,t)；对于上述解析解的求解步骤中按照各污染组分独立求得的解析解，利用下列数学式通过反向线性转换转换成以一级线形互相结合的多组分污染物解析解而求得针对多组分污染物的解析解在此，a_i是由GITT求得的独立的单组分迁移方程式的半解析解。