Solución numérica de modelos fraccionarios de dispersión de contaminantes en la capa límite planetaria
Autores: Koleva, Miglena N.; Vulkov, Lubin G.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Solución numérica de modelos fraccionarios de dispersión de contaminantes en la capa límite planetaria
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Solución
Fraccional
Advección-dispersión
Capas límite
Esquema de diferencias finitas
Resultados computacionales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se propone una solución numérica para ecuaciones degeneradas de advección-dispersión fraccional en el espacio-tiempo para simular la dispersión atmosférica en capas límites planetarias verticalmente heterogéneas. La derivada fraccional existe en un sentido de Caputo. Establecemos el principio máximo y estimaciones a priori para las soluciones. Luego, construimos un esquema de diferencias finitas que preserva la positividad, utilizando una discretización monótona en el espacio y una aproximación L1 en la malla no uniforme para la derivada temporal. Utilizamos técnicas de gradación apropiadas para la malla espacio-temporal con el fin de superar la degeneración en el límite y la singularidad débil de la solución en el tiempo inicial. Los resultados computacionales se demuestran en el modelo fraccional gaussiano, así como en las capas límites definidas por el flujo de viento dependiente de la altura y la difusividad, especialmente para el modelo de Monin-Obukhov.
Descripción
En este estudio, se propone una solución numérica para ecuaciones degeneradas de advección-dispersión fraccional en el espacio-tiempo para simular la dispersión atmosférica en capas límites planetarias verticalmente heterogéneas. La derivada fraccional existe en un sentido de Caputo. Establecemos el principio máximo y estimaciones a priori para las soluciones. Luego, construimos un esquema de diferencias finitas que preserva la positividad, utilizando una discretización monótona en el espacio y una aproximación L1 en la malla no uniforme para la derivada temporal. Utilizamos técnicas de gradación apropiadas para la malla espacio-temporal con el fin de superar la degeneración en el límite y la singularidad débil de la solución en el tiempo inicial. Los resultados computacionales se demuestran en el modelo fraccional gaussiano, así como en las capas límites definidas por el flujo de viento dependiente de la altura y la difusividad, especialmente para el modelo de Monin-Obukhov.