Numerical modelling of the dispersion of an effluent into a tidal sea
Description
The objective of this research thesis was to develop numerical methods for the resolution of the two-dimensional transport-dispersion equation in which the main unknown is the concentration field of an effluent released into the sea. Three superposing phenomena are distinguished: the mass transport of the whole effluent in a mean stream field, the dilution of the effluent during this transport because of dispersion (spreading of the pollutant sheet), and the degradation of some polluting substances. After the determination of the three-dimensional transport-dispersion equation, equation parameters are determined. Some analytical solutions based on simplifying hypotheses are given. An experimental method and models of interpretation of experimental results for the calibration of parameters are presented. The choice of the numerical integration method, and different discretization schemes are presented. Numerical resolution schemes and analytical solutions are compared, and the most reliable and most economic schemes are finally determined
Abstract (French)
L'objectif que nous nous sommes impose pour ce travail est d'etablir des methodes numeriques pour resoudre l'equation de transport-dispersion bidimensionnelle ou la principale inconnue est le champ de concentration de l'effluent rejete en mer. Le parametre qui nous interesse est la valeur de la concentration moyennee sur la profondeur. Cette moyenne s'applique particulierement au cas des rejets dans une mer a maree ou la turbulence est suffisamment forte pour rendre la concentration du rejet ainsi que la vitesse du courant uniforme sur la verticale. On distinguera les trois phenomenes suivants qui se superposent: - le transport en masse de tout l'effluent dans un champ de courant moyen, - la dilution de l'effluent au cours de ce transport du fait de la dispersion (etalement de la nappe du polluant), - la degradation de certaines substances polluantes du fait des conditions defavorables du milieu (disparition des germes tests). En particulier, on definira ainsi un tenseur de dispersion diagonal d'ordre 2 caracterisant la dispersion et dont les composantes non nulles s'expriment en fonction de la concentration inconnue du probleme. Le cas de conditions aux limites a la frontiere ouverte du domaine d'integration est egalement traite. L'analyse des resultats obtenus par les calculs numeriques permet a l'amenageur du littoral de mettre en evidence le pouvoir d'acceptation limite du milieu et de minimiser les effets de pollution dans le cas d'effluents domestiques ou industriels par un choix optimal du point de rejet et en estimant la dilution subie par ces effluents. Ce rapport est compose de six parties dont voici un bref resume: Dans la prem1ere partie nous determinons l'equation de transport-dispersion tridimensionnelle et bidimensionnelle. Les parametres de l'equation bidimensionnelle sont determines dans le chapitre II. Dans le chapitre III, quelques solutions analytiques basees sur les hypotheses simplificatrices sont donnees. Le chapitre IV montre la methodologie experimentale et des modeles d'interpretation des resultats experimentaux pour le calage des parametres inconnus caracterisant la dispersion. Dans la cinquieme partie, la raison du choix de la methode d'integration numerique ainsi que les differents schemas de discretisation servant a resoudre le probleme pose sont exposes. Enfin dans la sixieme partie une comparaison entre les schemas de resolution numerique proposes dans le chapitre V et les solutions analytiques decrites dans le chapitre III permet de determiner les schemas les plus fiables et les plus economiques. (auteur)Files
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Additional details
Additional titles
- Original title (French)
- Modelisation numerique de la dispersion d'un effluent dans une mer a maree
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 76 p.
- Report number
- FRNC-TH--12501
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 53024572
- Subject category
- S54: ENVIRONMENTAL SCIENCES; S97: MATHEMATICAL METHODS AND COMPUTING; S12: MANAGEMENT OF RADIOACTIVE WASTES, AND NON-RADIOACTIVE WASTES FROM NUCLEAR FACILITIES;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- CALCULATION METHODS; COMPUTERIZED SIMULATION; CONCENTRATION RATIO; DECOMPOSITION; DILUTION; DISPERSIONS; ENVIRONMENTAL TRANSPORT; EQUATIONS OF MOTION; LIQUID WASTES; MATHEMATICAL MODELS; NUMERICAL ANALYSIS; NUMERICAL SOLUTION; POLLUTANTS; RADIONUCLIDE MIGRATION; SEAS; TIDE; TURBULENT FLOW; TWO-DIMENSIONAL CALCULATIONS
- Descriptors DEC
- CHEMICAL REACTIONS; DIFFERENTIAL EQUATIONS; DIMENSIONLESS NUMBERS; ENVIRONMENTAL TRANSPORT; EQUATIONS; FLUID FLOW; MASS TRANSFER; MATHEMATICAL SOLUTIONS; MATHEMATICS; PARTIAL DIFFERENTIAL EQUATIONS; SIMULATION; SURFACE WATERS; WASTES
Optional Information
- Notes
- 17 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses