حل تحلیلی معادله انتقال آلاینده در رودخانه با ضرایب متغیر دلخواه با استفاده از تکنیک تبدیل انتگرالی تعمیم‌یافته

Abstract

<strong>ا</strong>نتقال آلودگی در رودخانه به‌وسیله معادله دیفرانسیل با مشتق‌های جزئی جابه‌جایی-پراکندگی-واکنش (ADRE) بیان می‌شود. راه‌حل‌های تحلیلی ازجمله تبدیل‌های انتگرالی ابزارهای بسیار قدرتمند و مفیدی در حل معادله ADRE هستند. در پژوهش حاضر، معادله یک‌بعدی انتقال آلودگی در رودخانه با ضرایب وابسته به مکان با استفاده از تکنیک تبدیل انتگرالی تعمیم‌یافته، (GITT)، در دامنه‌ای با طول محدود حل شده است. در تکنیک GITT تبدیل‌های مستقیم و معکوسی تعریف می‌شود که استفاده از آن‌ها در حل مسئله منجر به تولید دستگاهی از معادلات دیفرانسیل وابسته به زمان و بنابراین ساده شدن حل معادله حاکم بر پدیده می‌گردد. صحت‌سنجی پاسخ تحلیلی ارائه شده با استفاده از مقایسه نتایج به‌دست آمده از مدل ریاضی با حل‌های تحلیلی موجود در منابع و نیز روش عددی مبتنی بر تفاضل‌های محدود انجام شد. مقایسه نتایج GITT و حل‌های تحلیلی استفاده شده در صحت‌سنجی و حل عددی به همراه شاخص‌های آماری، نشان از دقت بسیار بالای راه‌حل ارائه شده دارد. همچنین برای نشان دادن اهمیت به‌کارگیری ضرایب متغیر در معادله انتقال آلاینده در رودخانه، نتایج حل معادله با ضرایب ثابت و حل معادله با ضرایب متغیر مقایسه شد. محاسبه شاخص‌های آماری در این حالت بیانگر عدم دقت کافی نتایج معادله انتقال آلودگی با ضرایب ثابت است.