尽管我们的日常生活显然受水周期的“闪烁”部分（雨，雪等）的影响，但周期的其他部分（例如地下水移动到我们的脚下的地下水）也同样重要。我们将地下水用于灌溉和饮用水，它会影响自然过程和栖息地。研究地下水时，了解各种溶质在水中的运动通常很重要。为了预测溶液运输，科学家可以使用多物理学模拟。
通过跟踪溶质监测地下水质量
如果您可以在地球表面下方看，您会看到什么？您会发现大量的淡水地球总淡水的30％位于表面下。地下水不像地下河流一样流动，而是像海绵中的水一样起作用，填充土壤和岩石颗粒之间的空间。
示意图描绘地下水。
确保地下水保持不污染至关重要。我们不仅依靠这种水来饮酒和灌溉，而且还影响了不同栖息地的健康，并有助于河流和溪流的流动。工程师努力防止地下水污染（可能损害人类和野生动植物），并经常监测地下水运动和健康。这些努力涉及检测地下水中的污染物，并使用人工示踪剂等设备来研究地下水流量和运动。
为了准确预测地下流体中污染物和示踪剂等溶质的运输，环境和地球科学工程师可以使用ComsolMultiphysics®软件和附加地下流量模块。使用这些工具，工程师可以帮助防止污染并增强地下水示踪剂的设计。
模拟在规定的地下水流中溶质的运输
在此示例中，我们在规定的地下水流中跟踪溶质，该溶质考虑了纵向和横向分散性。溶质在1000天的时间内穿过16平方公里的区域。这种特殊的设置通常是验证模拟物种运输的不同方法的基准。在这里，我们使用Zimmermann等人出版的基准情况。在2001年。
使用稀释物种的运输界面，我们求解模型的初始浓度，该模型遵循高斯分布。
模型几何形状由一个正方形组成，其侧面长4公里。初始浓度遵循此处显示的高斯分布。
为了确认该模型的准确性，我们将其与Wilson和Miller的分析解决方案进行了比较（参考文献1教程文档）。为此，它们的分析解决方案被定义为Comsol多物理学中的功能。由于所得的表达式很长，仅用于比较，因此我们只是加载一个已经包含分析解决方案的预设文件。
分析解决方案，显示1000天后的浓度已经过去。
将仿真结果与分析溶液进行比较
为了将仿真结果与分析结果进行比较，我们生成一个图表，描述了1000天后的浓度分布。下面描绘的该图表明，仿真结果（黑色轮廓线）与分析解决方案（黑色轮廓线中的白色轮廓线）匹配。
1000天后的浓度分布。规定的流动方向由红色箭头指示。
当我们比较溶质传输突破图中的仿真和分析结果时，我们看到了此处的结果。该协议进一步验证了地下传输模拟的准确性。
比较数值和分析结果的溶质传输突破图。
下一步
尝试通过单击下面的按钮在此博客文章中讨论的溶质传输模型：
评论（1）
元冯
2019年7月1日我是博士学位如今，内布拉斯加州林肯大学的学生正在为Comsol上的污染物运输建模，但我的浓度比距离源距离远的源浓度高。我正在使用多物理学（在多孔媒体和达西定律中运输稀释的物种）。你能帮我吗？谢谢！