A mass-transfer particle-tracking method for simulating transport with discontinuous diffusion coefficients
A mass-transfer particle-tracking method for simulating transport with discontinuous diffusion coefficients
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一种模拟不连续扩散系数输运的传质粒子跟踪方法
DOI：
10.1016/j.advwatres.2020.103577
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发表时间：
2020
影响因子：
4.7
通讯作者：
Bolster, Diogo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Schmidt, Michael J.;Engdahl, Nicholas B.;Pankavich, Stephen D.;Bolster, Diogo
空间不连续扩散系数（D（x））的问题是由于自然地质特征或作为流动特性的数值离散化的结果而在水文地质系统中可能遇到的问题。到目前为止，传质粒子跟踪（MTPT）方法，一个家庭的拉格朗日方法，其中扩散是联合模拟随机行走和扩散传质，已无法解决这个问题。本文提出了一种新的传质（MT）算法，使MTPT方法，以准确地解决问题的continuousD（x）。为了实现这一点，我们推导出一个半解析解的continuousD（x）的问题，通过采用预测-校正方法，我们使用这个半解析解作为加权函数的重新MT算法。这种半解析解被推广到具有多个1D界面的情况以及2D情况，包括对应于数值生成的扩散场的4个子域的2 × 2平铺。这种新的传质算法产生的解决方案与解析的一维解决方案密切一致，或者在更复杂的情况下，可信的数值结果，证明了我们所提出的方法的成功。
The problem of a spatially discontinuous diffusion coefficient (D(x)) is one that may be encountered in hydrogeologic systems due to natural geological features or as a consequence of numerical discretization of flow properties. To date, mass-transfer particle-tracking (MTPT) methods, a family of Lagrangian methods in which diffusion is jointly simulated by random walk and diffusive mass transfers, have been unable to solve this problem. This manuscript presents a new mass-transfer (MT) algorithm that enables MTPT methods to accurately solve the problem of discontinuousD(x). To achieve this, we derive a semi-analytical solution to the discontinuousD(x) problem by employing a predictor-corrector approach, and we use this semi-analytical solution as the weighting function in a reformulated MT algorithm. This semi-analytical solution is generalized for cases with multiple 1D interfaces as well as for 2D cases, including a 2 × 2 tiling of 4 subdomains that corresponds to a numerically-generated diffusion field. The solutions generated by this new mass-transfer algorithm closely agree with an analytical 1D solution or, in more complicated cases, trusted numerical results, demonstrating the success of our proposed approach.
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DOI：
--
发表时间：
1970
期刊：
影响因子：
--
作者：
K. Semra;R. Mosé
通讯作者：
R. Mosé
DOI：
10.1023/a:1015083111971
发表时间：
2002-05-01
期刊：
MATHEMATICAL GEOLOGY
影响因子：
--
作者：
Hoteit, H;Mose, R;Ackerer, P
通讯作者：
Ackerer, P
熵：（1）粒子跟踪模拟的前一个麻烦，以及（2）计算信息损失的度量
影响因子：
4.7
作者：
Benson, David A.;Pankavich, Stephen;Schmidt, Michael J.;Sole-Mari, Guillem
通讯作者：
Sole-Mari, Guillem
使用网格投影和边界校正自适应内核进行粒子密度估计
影响因子：
4.7
作者：
G. Sole‐Mari;D. Bolster;D. Fernàndez‐Garcia;X. Sanchez‐Vila
通讯作者：
X. Sanchez‐Vila
固/水化学相相互作用反应输运的拉格朗日方法
DOI：
10.1016/j.jcpx.2019.100021
发表时间：
2018
期刊：
J. Comput. Phys. X
影响因子：
--
作者：
Michael J. Schmidt;S. Pankavich;A. Navarre‐Sitchler;D. Benson
通讯作者：
D. Benson