Lagrangian modelling of dispersion, sedimentation and resuspension processes in marine environments
Creators
- 1. Sveriges Meteorologiska och Hydrologiska Inst., Norrkoeping (Sweden)
Description
The model is based on a modified Langevin's equation which simulates the turbulent crossflow velocity fluctuations in shear flows. The velocity and turbulence fields used are generated by a 2-dimensional hydrodynamical model including a k-ε turbulence scheme. Since the dispersion model is formulated for only low particle concentrations, it is decoupled from the hydrodynamical model calculations. A great drawback in conventional dispersion modelling is the more or less unavoidable numerical diffusion. The use of a Lagrangian particle model will avoid this effect and the resulting too low concentrations for a given release. One consequence is a more realistic distribution of deposited particles. However, with regard to the overall deposition rates the simulated sedimentation process agrees well with well-established advection/diffusion model formulations. With a modified hydrodynamic model, the dispersion model can directly be applied to stratified 3D simulations. (orig./HP)
Abstract (German)
Das Modell basiert auf einer modifizierten Langevin-Gleichung, die die laterale turbulente Geschwindigkeitsfluktuation in einer Scherstroemung simuliert. Die benutzten Geschwindigkeits- und Turbulenzfelder werden mit einem zweidimensionalen hydrodynamischen Modell berechnet, das ein k-ε Turbulenzschema enthaelt. Da das Ausbreitungsmodell nur fuer niedrige Teilchenkonzentrationen formuliert ist, wird es von den Berechnungen des hydrodynamischen Modells entkoppelt. Ein grosser Nachteil in herkoemmlicher Ausbreitungsmodellierung ist die mehr oder weniger unvermeidbare numerische Diffusion. Die Benutzung eines Lagrangeschen Teilchenmodells vermeidet diesen Effekt und die daraus resultierenden zu niedrigen Konzentrationen bei einer vorgegebenen Freisetzung. Eine Folge ist eine erheblich realistischere Verteilung von abgelagerten Teilchen. Unter Beruecksichtigung der Gesamtablagerungsraten liefern die simulierten Sedimentationprozesse eine gute Uebereinstimmung mit lange bestehenden Formulierungen der Advektions- und Diffusionsmodelle. Mit einem modifizierten hydrodynamischen Modell kann das Ausbreitungsmodell direkt fuer dreidimensionale Rechnungen im geschichteten Meer benutzt werden. (orig./HP)Additional details
Publishing Information
- Journal Title
- Deutsche Hydrographische Zeitschrift
- Journal Volume
- 42
- Journal Issue
- 3-6
- Series
- Dtsch. Hydrogr. Z.
- Journal Page Range
- 249-270
- ISSN
- 0012-0308
- CODEN
- DHYZA
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 22068708
- Subject category
- S58: GEOSCIENCES;
- Descriptors DEI
- DIFFUSION; DISPERSIONS; FLOW RATE; LAGRANGIAN FUNCTION; MATHEMATICAL MODELS; NORTH SEA; PARTICLE RESUSPENSION; RADIOACTIVE EFFLUENTS; RADIONUCLIDE MIGRATION; SEAS; SEDIMENTATION; SHEAR; STRATIFICATION; TURBULENT FLOW
- Descriptors DEC
- ATLANTIC OCEAN; ENVIRONMENTAL TRANSPORT; FLUID FLOW; FUNCTIONS; MASS TRANSFER; MATERIALS; RADIOACTIVE MATERIALS; RADIOACTIVE WASTES; SURFACE WATERS; WASTES