Transporte de Contaminantes em Aquífero Freático

Abstract

Resumo. A resolução numérica da equação do transporte de contaminantes com campo de velocidades determinado pela solução da equação não linear do modelo de fluxo deágua subterrânea em aquífero freáticoé apresentada. Neste trabalho, uma estimativa inicial para o método iterativo de Picard aplicadoà equação do fluxoé determinado com base nas cargas hidráulicas dos poços de monitoramento e, em seguida, o campo de velocidades gerado em aquífero livre com poço de bombeamento e recargaé transferido para a equação de advecção-difusão-reação que determina uma distribuição de contaminantes no domínio. Palavras-chave. Aquífero Livre, Nível Freático, Método de Elementos Finitos, FEniCS IntroduçãoA compreensão dos fenômenos hídricos que descrevem a migração de poluentes em meio poroso saturado requer uma combinação de soluções numéricas. Ou seja,é preciso que o modelo matemático que descreve o comportamento hidráulico do aquífero esteja acopladoàs equações do transporte de contaminantes através do campo de velocidades do fluxo subterrâneo. Assim, a solução do fluxo fornece a distribuição de cargas hidráulicas e um campo de velocidades, após ser obtido pela Lei de Darcy,é implementado no problema do transporte para a definição de suas componentes dispersivas e advectivas.Neste trabalho, a simulação computacional considera que o fluxo subterrâneo ocorre em aquífero livre de domínio retangular e que o nível freático sofre alterações devido as vazões constantes em poços penetrantes no seu interior. Desta forma, a solução numérica das equações não lineares de Boussinesq requer a implementação do esquema de iterações de Picard. O artigo tem como objetivo obter o campo de velocidades deáguas subterrâneas em aquífero livre para implementação na resolução adaptativa do problema de transporte de contaminantes. Assim, o texto foi organizado visando atender os três passos principais da modelagem dos recursos hídricos [2]: i.) desenvolvimento e modelo conceitual, ii.)

Eficiência dos Métodos Multigrid Algébricos para a Solução da Equação do Fluxo Livre Estacionário em Domínio Georreferenciado

“…Considerando a metodologia do Projeto FEniCS [13], a qual é baseada na utilizac ¸ão das formas linear e bilinear originadas da formulac ¸ão variacional, a implementac ¸ão do método de elementos finitos pode ser executada. O código computacional Python R para a equac ¸ão modelo (2.1) e iteradas de Picard com Fatorac ¸ão LU é disponibilizado em [14] e apresentado na Figura 1. Figura 1: Código Python para implementac ¸ão do método de elementos finitos seguindo metodologia FEniCS [13].…”

“…Figura 1: Código Python para implementac ¸ão do método de elementos finitos seguindo metodologia FEniCS [13]. Fonte: [14].…”

Uma comparação dos métodos multigrid algébricos para a solução da equação do fluxo livr

“…A implementação do método de elementos finitos considera a metodologia do Projeto FEniCS [13], a qual é baseada na utilização das formas linear e bilinear. O código computacional Python R para a equação modelo (1) e iteradas de Picard com Fatoração LU é disponibilizado em [14]. O critério de parada nas iteradas de Picard estabelecido foi o valor = max |u k+1 − u k | < tol ou um máximo de iterações [13].…”