Nonreactive solute transport in soil columns: classical and fractional-calculus modeling

Autores
Benavente, Micaela Andrea; Deza, Roberto Raul; Grondona, Sebastian; Mascioli, S.; Martinez, Daniel Emilio
Año de publicación
2013
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Vertical nonreactive solute transport data collected in three laboratory soil columns (made out of sediment samples from the Pampean aquifer located southeast of the Buenos Aires province) are contrasted with the explicit solutions of two model 1D linear PDEs: the classical advection–dispersion equation (ADE), and a fractional advection–dispersion equation (FADE) which has proven to be a useful modeling tool for highly inhomogeneous media exhibiting nontrivial scaling laws. Whereas two of the samples turn out to be quite homogeneous (thus requiring a fractional-derivative order γ → 2), the third one is best described by a FADE with fractional-derivative order γ = 1.68. This example illustrates the FADE’s ability to reveal self-similar geometric structures inside the sample.
Fil: Benavente, Micaela Andrea. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Matemática; Argentina
Fil: Deza, Roberto Raul. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata; Argentina
Fil: Grondona, Sebastian. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geología de Costas y del Cuaternario. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto de Geología de Costas y del Cuaternario; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Mascioli, S.. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geología de Costas y del Cuaternario. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto de Geología de Costas y del Cuaternario; Argentina
Fil: Martinez, Daniel Emilio. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geología de Costas y del Cuaternario. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto de Geología de Costas y del Cuaternario; Argentina
Materia
Fractional partial differential equations
Smoothing
curve fitting
Sensitivity
stability
parametric optimization
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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description Vertical nonreactive solute transport data collected in three laboratory soil columns (made out of sediment samples from the Pampean aquifer located southeast of the Buenos Aires province) are contrasted with the explicit solutions of two model 1D linear PDEs: the classical advection–dispersion equation (ADE), and a fractional advection–dispersion equation (FADE) which has proven to be a useful modeling tool for highly inhomogeneous media exhibiting nontrivial scaling laws. Whereas two of the samples turn out to be quite homogeneous (thus requiring a fractional-derivative order γ → 2), the third one is best described by a FADE with fractional-derivative order γ = 1.68. This example illustrates the FADE’s ability to reveal self-similar geometric structures inside the sample.
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