A Numerical Study on Spatial Behavior of Linear Absorbing Solute in Heterogeneous Porous Media

비균질 다공성 매질에서 선형 흡착 용질의 공간적 거동에 대한 수치적 연구

This paper presents a numerical study of the spatial behavior of a linear absorbing solute in a heterogeneous porous medium. The spatially correlated log-normal hydraulic conductivity field is generated in a given two-dimensional domain by using the geostatistical method (Turning Bands algorithm). The velocity vector field is calculated by applying the two-dimensional saturated groundwater flow equation to the Galerkin finite element method. The simulation of solute transport is carried out by using the random walk particle tracking model with CD(constant displacement) scheme in which the time interval is automatically adjusted. In this study, the spatial behavior of a solute is analyzed by the longitudinal center-of-mass displacement, longitudinal spatial spread moment and longitudinal plume skewness.

비균질 다공성 매질을 통과하는 선형 흡착 용질의 공간적 거동에 대한 특성이 수치적 기법을 통해 분석되었다. 공간적으로 서로 상관된 투수계수의 대수적 분포를 지구통계학적 기법인 TBM(Turning Bands Method)을 사용하여 2차원 공간 내에 발생시켰으며, 이를 통한 지하수 흐름의 수리수두분포와 유속벡터장은 정상상태의 포화된 2차원 지하수 흐름 방정식에 Galerkin 유한요소법을 적용하여 계산하였다. 또한, 용질이동에 대한 수치모의는 시간간격을 자동으로 보정해주는 CD(constant displacement)기법이 포함된 난보모형(Random Walk Particle Tracking Model, RWPTM)을 통해 수행되었다. 본 연구에서 용질의 공간적 거동의 특성은 종방향 질량중심 이동거리, 종방향 공간 퍼짐 모멘트 그리고 용질분포의 종방향 왜곡계수를 통해 분석되었다.