مدلسازی جلبک در محیط های آبی با استفاده از روش تفاضل محدود

جلبک ها بخش مهمی در مدلسازی کیفی آب هستند. نقش آنهادر زنجیره های غذایی به عنوان تولیدات اولیه و در چرخه های بیوشیمیایی اهمیت زیادی دارد به گونه ای که تنفس جلبکی و زوال آن، اجزای اصلی چرخش مواد غذایی هستند. علاوه بر این پدیده یوتریفیکاسیون ناشی از افزایش بیش از حد مواد مغذی و به دنبال آن افزایش رشد جلبک ها در محیط های آبی مشکلات زیادی را به همراه داشته است. لذا این تحقیق به مدلسازی جلبک در محیط های آبی پرداخته است. در این راستا به منظور شناسایی فاکتورهای موثر بر رشد جلبک ها، معادله انتقال و پخش غلظت جلبک در یک محیط آبی در بعد طولی حل شد. غلظت جلبک به صورت غیر دائم و ناپایدار فرض شده و برای تعیین ضریب پخش آن از روابط تجربی موجود کمک گرفته شد. سپس پارامترهایی که موجب رشد یا زوال جلبک در طول مسیر می شوند مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت نحوه مدلسازی یک بعدی جلبک در یک محیط آبی به صورت گام به گام بررسی شد. بدین منظور ابتدا معادلات انتقال، پخش، رشد و زوال جلبک در طول مسیر با یکدیگر ترکیب شده و در نهایت معادله یک بعدی جلبک در محیط آبی بدست آمد.در ادامه با اعمال شرایط مرزی و با استفاده از روش تفاضل محدود،جداسازی معادله جلبک با یکی از روشهای صریح، ضمنی و یا کرانک نیکلسون صورت گرفته ومعادله بدست آمده با استفاده از برنامه های کامپیوتری نظیر Matlabو Fortranحل شدهو غلظت جلبک در هر مکان و زمان در محیط یک بعدی محاسبه می شود.

کلیدواژه ها:

مدلسازی ، رشد جلبک ، انتقال و پخش ، ضریب پخش ، تفاضل محدود