• 제목/요약/키워드: Dispersion equation

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TIME FRACTIONAL ADVECTION-DISPERSION EQUATION

  • Liu, F.;Anh, V.V.;Turner, I.;Zhuang, P.
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제13권1_2호
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    • pp.233-245
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    • 2003
  • A time fractional advection-dispersion equation is Obtained from the standard advection-dispersion equation by replacing the firstorder derivative in time by a fractional derivative in time of order ${\alpha}$(0 < ${\alpha}$ $\leq$ 1). Using variable transformation, Mellin and Laplace transforms, and properties of H-functions, we derive the complete solution of this time fractional advection-dispersion equation.

부등류조건에서 종확산방정식의 Eulerian-Lagrangian 모형 (Eulerian-Lagrangian Modeling of One-Dimensional Dispersion Equation in Nonuniform Flow)

  • 김대근;서일원
    • 한국환경과학회지
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    • 제11권9호
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    • pp.907-914
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    • 2002
  • Various Eulerian-Lagrangian models for the one-dimensional longitudinal dispersion equation in nonuniform flow were studied comparatively. In the models studied, the transport equation was decoupled into two component parts by the operator-splitting approach; one part is governing advection and the other is governing dispersion. The advection equation has been solved by using the method of characteristics following fluid particles along the characteristic line and the results were interpolated onto an Eulerian grid on which the dispersion equation was solved by Crank-Nicholson type finite difference method. In the solution of the advection equation, Lagrange fifth, cubic spline, Hermite third and fifth interpolating polynomials were tested by numerical experiment and theoretical error analysis. Among these, Hermite interpolating polynomials are generally superior to Lagrange and cubic spline interpolating polynomials in reducing both dissipation and dispersion errors.

종확산계수에 관한 연구 : II. 새로운 종확산계수 추정식 개발 (Analysis of Longitudinal Dispersion Coefficient : Part II. Development of New Dispersion Coefficient Equation)

  • 서일원;정태성
    • 물과 미래
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    • 제28권4호
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    • pp.195-204
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    • 1995
  • 본 연구에서는 자연하천에서 수집하기 용이한 수리량 자료로부터 종확산계수를 추정하는 공식을 개발하였다. 차원해석을 수행하여 물리적 의미를 가진 변수를 선정한 후, 종확산계수를 추정하는 회귀식을 유도하기 위하여 비선형 다중회귀방법의 하나인 One-Step Huber 방법을 적용하였다. I 단계 연구에서 분석한 바 있는 미국 전역의 26개 하천 59지점의 수리 및 농도자료를 사용하여 새로운 종확산계수 추정식을 개발하였다. 59지점의 자료중 35지점은 종확산계수를 추정하는 회귀식을 유도하는 데 사용하고, 나머지 24지점을 사용하여 유도한 회귀식을 검증하였다. 기존의 공식과 비교한 결과, 본 연구에서 개발한 추정식이 자연하천의 확산 특성을 보다 정확하게 설명할 수 있음이 밝혀졌다.

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Comparison of Contaminant Transport between the Centrifuge Model and the Advection Dispersion Equation Model

  • Young, Horace-Moo;Kim, Tae-Hyung
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제8권3호
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    • pp.8-12
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    • 2003
  • The centrifuge test result on capped sediment was compared to the advection- dispersion equation proposed for one layered to predict contaminant transport parameters. The fitted contaminant transport parameters for the centrifuge test results were one to three orders of magnitude greater than the estimated parameters from the advection-dispersion equation. This indicates that the centrifuge model over estimated the contaminant transport phenomena. Thus, the centrifuge provides a non-conservative approach to modeling contaminant transport. It should be also noted that the advection-dispersion equation used in this study is a one layered model. Two layered modeling approaches are more appropriate for modeling this data since there are two layers with different partitioning coefficients. Further research is required to model the centrifuge test using two-layered advection-dispersion models.

Numerical Modeling of One-Dimensional Longitudinal Dispersion Equation using Eulerian Method

  • Seo, Il-Won;Kim, Dae-Geun
    • Korean Journal of Hydrosciences
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    • 제6권
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    • pp.51-66
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    • 1995
  • Various Eulerian-Lagerangian numerical models for the one-dimensional longtudinal dispersion equation are studied comparatively. In the models studied, the transport equation is decoupled into two component parts by the operator-splitting approach ; one part governing advection and the other dispersion. The advection equation has been solved using the method of characteristics following flud particles along the characteristic line and the result are interpolated onto an Eulerian grid on which the dispersion equation is solved by Crank-Nicholson type finite difference method. In solving the advection equation, various interpolation schemes are tested. Among those, Hermite interpo;ation po;ynomials are superor to Lagrange interpolation polynomials in reducing both dissipation and dispersion errors.

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종확산계수에 관한 연구 : I. 기존 종확산계수 추정식 비교 (Analysis of Longitudinal Dispersion Coefficient : Part I. Comparative Study of Existing Equations for Dispersion Coefficient)

  • 서일원;정태성
    • 물과 미래
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    • 제28권3호
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    • pp.205-216
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    • 1995
  • 자연하천의 종확산과정을 정확하게 대표하는 종확산계수의 선정을 위하여 기 제안된 종확산계수 추정공식들을 비교 분석하였다. 종확산계수 공식 중 적용성이 비교적 우수한 공식을 선정하여 미국 언역의 26개 하천에서 수집된 실측치와 비교하였다. 본 연구에서 밝혀진 사실은 다음과 같다. Elder공식은 종확산계수를 상당히 과소 산정하기 때문에 1차원 확산모형의 종확산계수의 산정에는 부적합하다. McQuivey와 Keefer공식은 전체적으로 과대 산정하는 편이고, Magazine 등 공식은 대부분의 경우에 과소 산정하고 있다. 이들에 비해 Iwasa와 Aya공식은 비교적 양호한 거동을 보이고 있다. Fischer공식은 전체적으로 과대 산정하고 있으나, Liu공식은 양호한 거동을 보이고 있으며 특히 정확도 면에서는 가장 우수한 것으로 나타났다. 그러나 Liu공식은 하폭의 제곱 형태를 포함하고 있기 때문에 하천의 폭이 큰 대하천의 경우 종확산계수를 과대 산정하고 있다. 따라서 하폭이 큰 대하천(200m 이상)의 경우에는 Liu공식의 사용을 피하는 것이 바람직한 것으로 사료된다.

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점착성 부유사 이동에 관한 수치모형 (A Numerical Model for Cohesive Suspended Load Movement)

  • 안수한;이상화
    • 물과 미래
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    • 제23권1호
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    • pp.119-127
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    • 1990
  • 점착성 부유사 농도분포는 해수유동과 물질 확산에 의해서 결정되며 지배방정식으로는 2차원 수심적분된 Reynolds운동방정식, 연속방정식과 Fick의 확산법칙에 근거를 둔 대류-확산방정식이 사용되었다. 해수유동과 점성퇴적물 확산인 두개의 모형은 유한차분법을 이용하였고 유동모형은 양해법, 확산모형은 다증법을 사용하여 부유사 이동의 현상을 파악하였다. 해수유동방정식의 적용시 이송항의 포함여부에 대해서 조사하였으며 물질확산 방정식에 대해서는 한계전단응력값의 변화가 부유사농도에 영향을 주는가에 대해서 비교하였다.

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${\lambda}=1.55{\mu}m$에서 극저분산을 갖는 사중-클래드 평탄분산 광섬유의 설계 (Design of quadruple-clad, dispersion-flattened optical fibers with ultra-low dispersion at ${\lambda}=1.55{\mu}m$)

  • 정석원;김창민
    • 전자공학회논문지A
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    • 제32A권8호
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    • pp.140-152
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    • 1995
  • Derived was the scalar wave equation of optical fibers. Based on the derived equation, the dispersion characteristics of arbitrarily profiled fibers were analyzed. We applied the 1-D FEM employing quadratic interpolation fucntions to solve the scalar wave equation. To find the optimum index distribution of a fiber that has the ultra-low total dispersion, we analyzed QC fibers as objects. Adding 2$_{nd}$ and 3$_{rd}$ clads to DC fiber, we investigated the change of dispersion characteristics. We found the QC fiber parameters for which the dispersion was ultra-low flattened, less than 0.5 ps/km.nm for ${\lambda}=1.4~1.6{\mu}m$, and the dispersion value was as low as 0.20 ps/km.nm at ${\lambda}=1.55{\mu}m$.

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만곡부에서 이론식에 기반한 횡분산계수 경험공식 개발 (Development of Empirical Formula for Transverse Dispersion Coefficient Based on Theoretical Equation in River Bends)

  • 백경오
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권6B호
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    • pp.373-378
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    • 2012
  • 본 연구에서는 이론적 배경을 토대로 사행 하천의 만곡부에 적용하기 용이한 횡분산계수 경험공식을 새롭게 제안하였다. 차원해석을 통한 독립변수들의 선정 대신 이론식을 기반으로 독립변수들과 그들의 함수형태를 우선 결정하였다. 결정된 함수식에서 매개변수를 골라내고 이를 고정하는 대신 회귀계수로 전환하여 실제 하천 만곡부에 적합한 경험식을 비선형회귀분석을 통해 제안하였다. 기존의 횡분산계수식들과 비교해 보면 본 연구에서 개발된 식이 관측 분산계수와 대체적으로 일치하는 경향을 보였다. 개발된 식의 특징을 살펴보면 마찰항에 대한 민감도가 상대적으로 적어 조도가 작은 하천에도 적용하기에 무리가 없어 보인다. 또한 개발된 식은 수심 대비 사행반경의 비가 큰 경우에도 기존의 추정식처럼 이상치를 나타낼 우려가 없어 만곡이 심한 사행하천에 적용하기 적합하다.

A Proposal of Simplified Eigenvalue Equation for an Analysis of Dielectric Slab Waveguide

  • Choi Young-Kyu
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제1권3호
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    • pp.381-386
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    • 2006
  • In dielectric waveguide analysis and synthesis, we often encounter an awkward task of solving the eigenvalue equation to find the value of propagation constant. Since the dispersion equation is an irrational equation, we cannot solve it directly. Taking advantage of approximated calculation, we attempt here to solve this irrational dispersion equation. A new type of eigenvalue equation, in which guide index is expressed as a function of frequency, has been developed. In practical optical waveguide designing and in calculating the propagation mode, this equation will be used more conveniently than the previous one. To expedite the design of the waveguide, we then solve the eigenvalue equation of a slab waveguide, which is sufficiently accurate for practical purpose.