r.solute.transportgrass - Online di Cloud

PROGRAM:

NAMA

r.solute.transportasi - Program perhitungan numerik untuk transien, terbatas dan tidak terbatas
transpor zat terlarut dalam dua dimensi

KEYWORDS

raster, hidrologi, transpor zat terlarut

RINGKASAN

r.solute.transportasi
r.solute.transportasi --membantu
r.solute.transportasi [-fc] c=nama kepala=nama hc_x=nama hc_y=nama status=nama diff_x=nama
berbeda_y=nama [q=nama] [cin=nama] cs=nama rd=nama nf=nama puncak=nama dasar=nama
keluaran=nama [vx=nama] [vy=nama] waktu=mengapung [maksimal=bilangan bulat] [kesalahan=mengapung]
[pemecah=nama] [bersantai=mengapung] [al=mengapung] [at=mengapung] [loop=mengapung] [menusuk=string]
[--menimpa] [--membantu] [--bertele-tele] [--tenang] [--ui]

Bendera:
-f
Gunakan sistem persamaan linier kuadrat terisi penuh, defaultnya adalah linier jarang
sistem persamaan.

-c
Gunakan kriteria Courant-Friedrichs-Lewy untuk perhitungan langkah waktu

--timpa
Izinkan file keluaran untuk menimpa file yang ada

--membantu
Cetak ringkasan penggunaan

--bertele-tele
Keluaran modul verbose

--diam
Keluaran modul yang tenang

--ui
Paksa meluncurkan dialog GUI

Parameter:
c=nama [yg dibutuhkan]
Konsentrasi awal dalam [kg/m^3]

kepala=nama [yg dibutuhkan]
Kepala piezometrik dalam [m]

hc_x=nama [yg dibutuhkan]
Bagian x dari tensor konduktivitas hidrolik dalam [m/s]

hc_y=nama [yg dibutuhkan]
Bagian y dari tensor konduktivitas hidrolik dalam [m/s]

status=nama [yg dibutuhkan]
Status untuk setiap sel, = 0 - sel tidak aktif, 1 - sel aktif, 2 - dirichlet- dan 3 -
kondisi batas transfer

diff_x=nama [yg dibutuhkan]
Bagian x dari tensor difusi dalam [m^2/s]

berbeda_y=nama [yg dibutuhkan]
Bagian y dari tensor difusi dalam [m^2/s]

q=nama
Sumber air tanah dan tenggelam dalam [m^3/s]

cin=nama
Sumber konsentrasi dan wastafel terikat pada sumber air atau tenggelam dalam [kg/s]

cs=nama [yg dibutuhkan]
Konsentrasi sumber dalam dan tenggelam dalam [kg/s] (yaitu reaksi kimia)

rd=nama [yg dibutuhkan]
Faktor keterbelakangan [-]

nf=nama [yg dibutuhkan]
Porositas efektif [-]

puncak=nama [yg dibutuhkan]
Permukaan atas akuifer dalam [m]

dasar=nama [yg dibutuhkan]
Permukaan bawah akuifer dalam [m]

keluaran=nama [yg dibutuhkan]
Konsentrasi yang dihasilkan dari perhitungan transpor zat terlarut numerik adalah
tertulis di peta ini. [kg/m^3]

vx=nama
Hitung dan simpan bagian vektor kecepatan filter air tanah dalam arah x [m/s]

vy=nama
Hitung dan simpan bagian vektor kecepatan filter air tanah dalam arah y [m/s]

waktu=mengapung [yg dibutuhkan]
Waktu perhitungan dalam detik
Default: 86400

maksimal=bilangan bulat
Jumlah maksimum iterasi yang digunakan untuk menyelesaikan sistem persamaan linear
Default: 10000

kesalahan=mengapung
Kriteria pemecahan kesalahan untuk pemecah berulang
Default: 0.000001

pemecah=nama
Jenis pemecah yang harus menyelesaikan sistem persamaan linier
Pilihan: gauss, kamu, jacobi, maaf, bicgstab
Default: bicgstab

bersantai=mengapung
Parameter relaksasi yang digunakan oleh jacobi and sor solver untuk mempercepat atau menstabilkan
Default: 1

al=mengapung
Panjang dispersivitas longitudinal. [M]
Default: 0.0

at=mengapung
Panjang dispersivitas transversal. [M]
Default: 0.0

loop=mengapung
Gunakan jumlah putaran waktu ini jika bendera CFL mati. Langkah waktunya akan menjadi
dt/loop.
Default: 1

menusuk=string
Atur skema stabilisasi aliran (upwinding penuh atau eksponensial).
Pilihan: penuh, exp
Default: penuh

DESKRIPSI

Program numerik ini menghitung zat terlarut transien dan keadaan tunak implisit numerik
transportasi di media berpori di zona jenuh akuifer. Perhitungannya didasarkan pada
peta raster dan pengaturan wilayah saat ini. Semua kondisi awal dan batas harus
disediakan sebagai peta raster. Satuan di lokasi harus meter.

Modul ini sensitif terhadap pengaturan mask. Semua sel yang berada di luar topeng adalah
diabaikan dan ditangani sebagai tidak ada batas aliran.
Modul ini menghitung konsentrasi larutan dan bidang kecepatan opsional,
berdasarkan konduktivitas hidrolik, porositas efektif dan pieometrik awal
kepala. Komponen vektor dapat divisualisasikan dengan paraview jika diekspor dengan
r.keluar.vtk.
Gunakan r.gwflow untuk menghitung ketinggian piezometrik akuifer. Ketinggian piezometrik
dan konduktivitas hidrolik digunakan untuk menghitung arah aliran dan mean
kecepatan air tanah. Ini adalah dasar dari perhitungan transpor zat terlarut.
Transpor zat terlarut akan selalu dihitung transien. Untuk set komputasi keadaan tetap
timestep ke sejumlah besar (miliaran detik).
Untuk mengurangi dispersi numerik, yang merupakan konsekuensi dari istilah konveksi dan
diskritisasi volume terbatas, Anda dapat menggunakan langkah waktu kecil dan memilih antara penuh dan
upwinding eksponensial.

CATATAN

Perhitungan transpor zat terlarut didasarkan pada diferensial parsial difusi/konveksi
persamaan dan diskritisasi volume hingga implisit numerik. Khusus untuk jenis ini
persamaan diferensial adalah kombinasi dari istilah difusi/dispersi dan konveksi
ketentuan. Diskritisasi menghasilkan sistem persamaan linier tidak simetris dalam bentuk Ax =
b, yang harus diselesaikan. Persamaan diferensial parsial transpor zat terlarut adalah dari
bentuk berikut:

(dc/dt)*R = div ( D lulusan c - uc) + cs -q/nf(c - c_in)

· c -- konsentrasi [kg/m^3]

· u -- vektor kecepatan aliran air tanah rata-rata

· dt -- langkah waktu untuk perhitungan transien dalam detik [s]

· R -- koefisien keterbelakangan linier [-]

· D -- tensor difusi dan dispersi [m^2/s]

· cs -- sumber/penyerap konsentrasi dalam [kg/m^3]

· c_in -- konsentrasi zat terlarut dari air masuk [kg/m^3]

· q -- sumber/sink sumur dalam [m^3/s]

· nf -- porositas efektif [-]
Tiga kondisi batas yang berbeda diterapkan, Dirichlet, Transmisi dan
kondisi Neumann. Perhitungan dan status batas sel tunggal dapat diatur dengan
peta statusnya. Negara-negara berikut adalah supportet:

· 0 == tidak aktif - sel dengan status 0 tidak akan dihitung, sel aktif akan
tidak memiliki batas aliran ke sel yang tidak aktif

· 1 == aktif - sel ini digunakan untuk perhitungan transpor sloute, sumber dalam
dapat didefinisikan untuk sel-sel itu

· 2 == Dirichlet - sel jenis ini akan memiliki nilai konsentrasi tetap yang berfungsi
tidak berubah seiring waktu

· 3 == Transmisi - sel jenis ini harus ditempatkan pada batas aliran keluar untuk
memastikan aliran aliran zat terlarut keluar
Perhatikan bahwa semua peta raster yang diperlukan dibaca ke dalam memori utama. Selain itu linier
sistem persamaan akan dialokasikan, sehingga konsumsi memori modul ini tumbuh dengan cepat
dengan ukuran peta masukan.
Sistem persamaan linier yang dihasilkan Ax = b dapat diselesaikan dengan beberapa solver. Beberapa
pemecah iteratif dengan dukungan matriks jarang dan kuadrat tidak simetris diimplementasikan.
Metode jacobi, metode Gauss-Seidel dan gradien bikonjugasi-distabilkan
(bicgstab) metode. Selain itu, pemecah Gauss langsung dan pemecah LU juga tersedia. Itu
pemecah langsung hanya bekerja dengan matriks kuadrat, jadi berhati-hatilah menggunakannya dengan peta besar
(peta ukuran 10.000 sel akan membutuhkan lebih dari satu gigabyte ram). Selalu lebih suka
pemecah matriks jarang.

CONTOH

Gunakan skrip python kecil ini untuk membuat aliran air tanah / area transportasi zat terlarut yang berfungsi
dan data. Pastikan Anda tidak berada dalam proyeksi lat/lon.
#!/usr/bin/env ular sanca
# Ini adalah contoh skrip bagaimana aliran air tanah dan transportasi zat terlarut
# dihitung dalam rumput
impor sys
impor os
impor grass.script sebagai rumput
# Timpa peta yang ada
grass.run_command("g.gisenv", set="OVERWRITE=1")
grass.message(_("Setel wilayah"))
# Luas area 200m x 100m dengan ukuran sel 1m x 1m
grass.run_command("g.region", res=1, res3=1, t=10, b=0, n=100, s=0, w=0, e=200)
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="phead = if(col() == 1 , 50, 40)")
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="phead = if(col() ==200 , 45 + row()/40, phead)")
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="status = if(col() == 1 || col() == 200 , 2, 1)")
grass.run_command("r.mapcalc", expression="well = if((row() == 50 && col() == 175) || (row() == 10 && col() == 135) , -0.001, 0)")
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="hydcond = 0.00005")
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="isi ulang = 0")
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="top_conf = 20")
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="bawah = 0")
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="poros = 0.17")
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="syield = 0.0001")
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="null = 0.0")
grass.message(_("Hitung aliran air tanah kondisi tunak"))
grass.run_command("r.gwflow", solver="cg", top="top_conf", bottom="bottom", phead="phead",\
status="status", hc_x="hydcond", hc_y="hydcond", q="well", s="syield",\
isi ulang = "isi ulang", output = "gwresult_conf", dt = 8640000000000, ketik = "terbatas")
grass.message(_("menghasilkan data transportasi"))
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="c = if(col() == 15 && row() == 75 , 500.0, 0.0)")
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="cs = if(col() == 15 && row() == 75 , 0.0, 0.0)")
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="tstatus = if(col() == 1 || col() == 200 , 3, 1)")
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="diff = 0.0000001")
grass.run_command("r.mapcalc", ekspresi="R = 1.0")
# Hitung keadaan awal
grass.run_command("r.solute.transport", solver="bicgstab", top="top_conf",\
bottom="bottom", phead="gwresult_conf", status="tstatus", hc_x="hydcond", hc_y="hydcond",\
rd="R", cs="cs", q="well", nf="poros", output="stresult_conf_0", dt=3600, diff_x="diff",\
diff_y="diff", c="c", al=0.1, at=0.01)
# Hitung transportasi zat terlarut selama 300 hari dalam 10 langkah hari
untuk dt di jarak(30):
grass.run_command("r.solute.transport", solver="bicgstab", top="top_conf",\
bottom="bottom", phead="gwresult_conf", status="tstatus", hc_x="hydcond", hc_y="hydcond",\
rd="R", cs="cs", q="well", nf="poros", output="stresult_conf_" + str(dt + 1), dt=864000, diff_x="diff",\
diff_y="diff", c="stresult_conf_" + str(dt), al=0.1, at=0.01)

Gunakan r.solute.transportgrass online menggunakan layanan onworks.net