مدلسازی توزیع غلظت آلودگی با مکانیسم دیفیوژن در فضای یک بعدی و دو بعدی به روش تفاضل محدود

این پژوهش به بررسی انتشار آلودگی در یک فضای دوبعدی با استفاده از روش های عددی تفاضل محدود شامل طرح های Forward، Backward و Crank-Nicolson می پردازد. هدف اصلی، مقایسه دقت و پایداری این روش ها در حل معادله دیفیوژن در دو حالت همسان و غیرهمسان برای ضرایب دیفیوژن است. با توجه به اهمیت موضوع انتشار آلاینده ها در محیط های صنعتی مانند کارخانه ها و اثرات آن بر سلامت ساکنین مناطق مجاور، شبیه سازی حاضر می تواند به مدیریت و پیش بینی دقیق تر پراکندگی آلاینده ها کمک کند. نتایج نشان می دهد که روش Crank-Nicolson با دقت مرتبه دوم، بهترین تطابق را با حل تحلیلی دارد، درحالی که روش Forward به دلیل محدودیت پایداری، نیازمند گام زمانی بسیار کوچک است. همچنین، افزایش نسبت ضرایب دیفیوژن غیرهمسان، منجر به تمرکز بیشتر آلودگی در راستای محور با ضریب بالاتر می شود. این مطالعه کارایی روش های عددی را در مدل سازی پدیده های انتشار آلاینده ها در محیط های واقعی با هندسه های پیچیده نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

معادله دیفیوژن ، تفاضل محدود ، ضرایب غیرهمسان ، مدل سازی آلاینده ها