Hrvatske vode, Vol. 29 No. 117, 2021.
Prethodno priopćenje
Modell für die Strömung von Mikroplastikpartikeln im inhomogenen und laminaren Geschwindigkeitsfeld
Vanja Travaš
; Sveučilište u Rijeci, Građevinski fakultet, Rijeka, Hrvatska
Lado Kranjčević
; Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet, Rijeka, Hrvatska
Siniša Družeta
; Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet, Rijeka, Hrvatska
Toni Holjević
; Hidroprojekt-ing, d.o.o., Zagreb, Hrvatska
Ivana Lučin
; Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet, Rijeka, Hrvatska
Marta Alvir
; Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet, Rijeka, Hrvatska
Luka Grbčić
; Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet, Rijeka, Hrvatska
Ante Sikirica
; Sveučilište u Rijeci, Centar za napredno računanje i modeliranje, Rijeka, Hrvatska
Sažetak
Im Rahmender nachhaltigen Entwicklungist es wegen der Nichtabbaubarkeit und ständiger
Erhöhung der Anzahl von Mikroplastikpartikeln in Gewässern erforderlich, Schutzmaßnahmen gegen ungünstige Umweltauswirkungen dirngend zu entwickeln. Das impliziert, dass die Entstehung der Mikroplastik und die Bewegungsmechanik dieser Schadstoffe in der Biosphäre schon gut verstanden sind. Das war auch die Motivation für
die hier beschriebenen Untersuchungen, die auch eine Darstellung der theoretischen Grundlage für das Modellieren der Mikroplastikpartikelbewegung einbeziehen sowie einen relativ einfachen numerischen Algorithmus, der zum Zwecke der Modellierung des Transportes von Mikroplastikpartikeln im inhomogenen Flüssigkeitsgeschwindigkeitsfeld
in ebener und laminarer Strömung entwickelt worden ist. Die lagrangesche Darstellung der Bewegung von Mikroplastikpartikeln ist unentbehrlich, weil das gegenständliche repräsentative Elementarvolumen (REV) und das kontinuierliche Konzentrationsfeld nicht definiert werden können. Da praxisrelevante Analysen eine relative große Anzahl von Mikroplastikpartikeln benötigen, ist es notwendig, den numerischen Algorithmus als eine
Kompromisslösung zu gestalten, im Rahmen derer die Berechnungszeit minimiert und der Einfluss aller dominanten physikalischen Prozesse maximiert wird. Das vorgeschlagene Modell basiert auf einem System von zwei gewöhnlichen und nichtlinearen Differenzengleichungen. Um dabei auch die Modellierung von Partikeln unterschiedlicher Form zu ermöglichen, wurde der Formwiderstandsfaktor cdanhand des verallgemeinerten Vier-Parameter-Modells von Clift und Gauvin modelliert, in dem die Parameter durch die Sphärizität des Mikroplastikpartikels bzw. Maß für die Abweichung der Partikelform von der Kugel definiert werden. Der vorgeschlagene Ansatz zur Modellierung kann in frei erhältliche Simulationspakete (z.B. OpenFOAM) übernommen werden. Am Ende der Arbeit wird ein numerisches Beispiel der Umsetzung des Algorithmus in die Programmiersprache Python dargestellt, und zukünftige Untersuchungsaktivitäten werden erwähnt.
Ključne riječi
Formwiderstandsfaktor; Mikroplastik; gewöhnliche Differenzengleichungen; verallgemeinertes Modell von Clift und Gauvin; Transport von Mikroplastikpartikeln
Hrčak ID:
271253
URI
Datum izdavanja:
30.9.2021.
Posjeta: 1.682 *