Độ sai số mô hình phần tử hữu hạn lan truyền mặn trong nước dưới đất trong không gian một chiều sử dụng phần tử tuyến tính của một số bài toán chuẩn

Bài báo trình bày kết quả đánh giá sai số giữa mô hình giải tích và mô hình (MH) số phần tử hữu hạn (PTHH) sử dụng hàm dáng tuyến tính một số bài toán chuẩn một chiều và các đánh giá sai số. Kết quả nổi bật cho thấy: 1) Với biên có nồng độ chất ô nhiễm-muối không đổi, khu vực càng gần biên độ sai số càng nhỏ (sai số tương đối không quá 0.05%-0,06%).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Độ sai số mô hình phần tử hữu hạn lan truyền mặn trong nước dưới đất trong không gian một chiều sử dụng phần tử tuyến tính của một số bài toán chuẩnKHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỘ SAI SỐ MÔ HÌNH PHẦN TỬ HỮU HẠN LAN TRUYỀN MẶNTRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT TRONG KHÔNG GIAN MỘT CHIỀU SỬ DỤNG PHẦN TỬ TUYẾN TÍNH CỦA MỘT SỐ BÀI TOÁN CHUẨN Nguyễn Văn Hoàng Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Nguyễn Thành Công Viện Khoa học Thủy lợi Việt NamTóm tắt: Bài báo trình bày kết quả đánh giá sai số giữa mô hình giải tích và mô hình (MH) số phầntử hữu hạn (PTHH) sử dụng hàm dáng tuyến tính một số bài toán chuẩn một chiều và các đánh giásai số. Kết quả nổi bật cho thấy: 1) Với biên có nồng độ chất ô nhiễm-muối không đổi, khu vực cànggần biên độ sai số càng nhỏ (sai số tương đối không quá 0.05%-0,06%) 2) Với ranh giới giữa NDĐbị ô nhiễm và không bị ô nhiễm, sai số của MH PTHH cao trong khoảng thời gian đầu của quá trìnhlan truyền, và giảm dần theo thời gian; 3) Sai số tuyệt đối và sai số tương đối của nồng độ theo MHPTHH không đồng bộ (sai số tuyệt đối lớn nhưng sai số tương đối lại nhỏ và ngược lại) có thể cómặt ở những miền có giá trị nồng độ lớn và thấp. Từ kết quả nghiên cứu đã kiến nghị về việc lựachọn biên mô hình hợp lý để giảm thiểu sai số trong mô phỏng đồng thời việc đánh giá độ sai số kếtquả MH PTHH cần lưu ý việc sử dụng sai số tuyệt đối hay sai số tương đối (phụ thuộc vào yêu cầuthực tế của bài toán lan truyền chất rất độc hại nên sử dụng giá trị sai số tương đối, và những chấtkhông độc hại như độ mặn thì nên dùng giá trị tuyệt đối...).Từ khóa: Nước dưới đất, lan truyền ô nhiễm, nhiễm mặn, mô hình, phần tử hữu hạn.Summary: The paper presents results obtained by analytical and finite element modeling (FEM) usinglinear shape function of some one-dimensional problems and assessment of the errors. It has been foundthat: (1) For the the boundary of constant concentration of pollutantor saline, the closer to the boundary,the smaller the error is: the relative error does not exceed 0.06% and decreases very small value, less than0,05%; (2) For the boundary between the polluted and unpolluted groundwater, the error values aregreater at the initial period of speeding process, and gradually decrease as time passes; (3) The absoluteerror and relative error are not of the same trend (i.e. absolute error is great while relative error is less andvice versa) may be present at the areas having either high or low concentration. From the study resultssome proposals for selection of proper boudaries to reduce error some recommedations of the evaluationFEM methods has been made: either absolute or relative FEM concentration errors should be wellassociated with the requirement of the actual problems (for heavily toxic substances, it should be used therelative error, and for the non-toxic substances such as salinity absolute error should be used).Keywords: Groundwater, pollutanttransport, salinity transport, finite element model, linear element. *1. MỞ ĐẦU trong nước, các nghiên cứu nhiễm mặn cònNghiên cứu lan truyền mặn trong nước dưới tương đối mới mẻ, hạn chế và thông thườngđất là một lĩnh vực rất quan trọng đối với nước trong các báo cáo đánh giá tài nguyên nướcta do đường bờ biển dài và nguy cơ xâm nhập dưới đất chủ yếu nêu lên biên giới phân chiamặn nước dưới đất từ nước biển rất cao. Ở vùng có nước mặn với độ tổng khoáng hóa bằng 1g/l và đề xuất rằng cần lưu ý đến khả năng nhiễm mặn vào các công trình khai thácNgày nhận bài: 24/02/2016Ngày thông qua phản biện: 25/3/2016 tại các khu vực này, nhưcác tác giả Đặng HữuNgày duyệt đăng: 20/4/2016 Ơn (1996, 1997), Nguyễn Trường Giang và TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 32 - 2016 1 KHOA HỌC CÔNG NGHỆnnk (1998), N guyễn Văn Đản và nnk (1998), trợ bởi Quỹ phát triển khoa học và công nghệNgô Ngọc Cát và Đoàn Văn Cánh (1998), N gô quốc gia-NAFOSTED thực hiện xây dựngNgọc Cát và nnk (1998), Hồ Vương Bính và phần mềm mô hình phần tử hữu hạn chuyểnnnk (1996). M ột số tác giả có sử dụng mô hình động nước dưới đất và lan truyền các chất ôsố trong đánh giá nhiễm mặn như Phạm Quý nhiễm cũng như nhiễm mặn. Bài viết trình bàyNhân (2000), Ngô Đức Chân v ...