اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات38
تعداد شماره‌ها1,240
تعداد مقالات8,994
تعداد مشاهده مقاله7,845,119
تعداد دریافت فایل اصل مقاله4,706,712
ایمانی کله سر, هوشیار, طالعی, یونس. (1403). کاربرد مدل ریاضی در پدافند غیرعامل زیستی: شبیه‌سازی جریان آلاینده در آب‌های زیرزمینی. پدافند الکترونیکی و سایبری, 15(1), 29-36.
هوشیار ایمانی کله سر; یونس طالعی. "کاربرد مدل ریاضی در پدافند غیرعامل زیستی: شبیه‌سازی جریان آلاینده در آب‌های زیرزمینی". پدافند الکترونیکی و سایبری, 15, 1, 1403, 29-36.
ایمانی کله سر, هوشیار, طالعی, یونس. (1403). 'کاربرد مدل ریاضی در پدافند غیرعامل زیستی: شبیه‌سازی جریان آلاینده در آب‌های زیرزمینی', پدافند الکترونیکی و سایبری, 15(1), pp. 29-36.
ایمانی کله سر, هوشیار, طالعی, یونس. کاربرد مدل ریاضی در پدافند غیرعامل زیستی: شبیه‌سازی جریان آلاینده در آب‌های زیرزمینی. پدافند الکترونیکی و سایبری, 1403; 15(1): 29-36.

کاربرد مدل ریاضی در پدافند غیرعامل زیستی: شبیه‌سازی جریان آلاینده در آب‌های زیرزمینی

پدافند غیرعامل
دوره 15، شماره 1 - شماره پیاپی 57، اردیبهشت 1403، صفحه 29-36    اصل مقاله (1.36 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
نویسندگان
هوشیار ایمانی کله سر* 1؛ یونس طالعی2
1دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
2دکتری تخصصی ریاضیات کاربردی، دانشکده علوم ریاضی، گروه ریاضیات و کاربردها، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
تاریخ دریافت: 26 خرداد 1402،  تاریخ بازنگری: 15 مرداد 1402،  تاریخ پذیرش: 08 بهمن 1402 
چکیده
آلودگی منابع آبی یکی از چالش‌های مهم و اساسی زندگی انسان و رفاه همه موجودات زنده است. وجود شکاف‌های مدیریتی در این منطقه حیاتی، آسیب‌پذیری‌هایی را برای حملات بالقوه بیوتروریستی و آلودگی منابع آب ایجاد می‌کند. یک رویکرد ضروری و عملی برای مدیریت منابع آب زیرزمینی، به ویژه در شناسایی زمان و مکان انتشار آلاینده‌ها در آب، شامل استفاده از مدل‌های ریاضی حاکم بر جریان آلاینده است. در مقایسه با سایر روش های عملی، مدل‌سازی ریاضی راه حل قابل اعتماد و مقرون به صرفه‌ای را ارائه می‌دهد که از نظر محاسباتی امکان پذیر است. هدف اصلی این تحقیق شبیه‌سازی تابع شدت آلاینده اولیه (در t=0) از طریق یک مسئله معکوس ریاضی در زمان معکوس است. این موضوع به عنوان یکی از مهمترین چالش‌ها در مدیریت و مهندسی منابع آب می‌باشد که توجه محققین را به خود جلب کرده است. در این تحقیق، ابتدا یک مدل ریاضی از جریان آلاینده در آب‌های زیرزمینی ارائه می‌شود، که در آن تابع شدت آلاینده اولیه مجهول است. سپس، یک روش عددی جدید بر اساس روش شبه جواب (pseodu-solution method)، تقریبی برای این تابع با استفاده از ترکیب خطی چند جمله‌ای‌های برنشتاین محاسبه می‌شود. مدل‌ ریاضی با یک مثال بصورت عددی تحلیل و بررسی می‌شود. نتایج عددی بدست آمده نشان می‌دهد که با استفاده تابع شدت آلاینده در هرلحظه t>0، می‌توان تابع شدت آلاینده اولیه را با دقت بالا شبیه‌سازی کرد. برای سطح خطای δ=0.01 در داده‌های ورودی، جواب تقریبی به دست آمده از طریق روش عددی معرفی شده، حداکثر خطای 4 درصد را نشان می‌دهد.
کلیدواژه‌ها
آلودگی آب‌های زیرزمینی؛ شبیه‌سازی تابع شدت آلاینده؛ مسئله معکوس؛ پدافند غیرعامل
عنوان مقاله [English]
Application of Mathematical Model in Biological Passive Defense: Simulation of Pollution Flow in Groundwater
نویسندگان [English]
Houshyar Eimani kalehsar1؛ Younes Talaei2
1Civil Engineering Department, Engineering Faculty, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
2Department of Mathematics and Applications, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
چکیده [English]
Pollution of water resources poses a significant and fundamental challenge to human life and the well-being of all living organisms. The presence of management gaps in this critical area creates vulnerabilities for potential bioterrorist attacks and contamination of water sources. An essential and practical approach to managing groundwater resources, particularly in identifying the time and location of pollutant releases into water, involves the utilization of mathematical models    governing pollutant flow. Compared to other practical methods, mathematical modeling offers a reliable and cost-effective solution that is computationally feasible. The primary objective of this research is to simulate the initial pollutant intensity function (at t=0) through a mathematical backward in time inverse problem. This issue stands as one of the foremost challenges in water resources management and engineering, garnering significant attention from researchers. In this study, initially, a mathematical model of pollutant flow in groundwater is presented, where the  initial pollutant intensity function is unknown. Then, a new numerical method based on the      pseudo-solution method is employed to calculate an approximation for this function using a linear combination of Bernstein polynomials. The mathematical model is numerically analyzed and   scrutinized through a specific example. The numerical results indicate that the initial pollutant intensity function can be precisely simulated by utilizing the pollutant intensity function at any time t>0. For an error level of δ=0.01 in the input data, the approximate solution obtained through the introduced numerical method exhibits a maximum error of 4%.
 
کلیدواژه‌ها [English]
Groundwater Pollution, Simulation of Intensity Pollution Function, Inverse Problem, Passive Defense
مراجع
  • Shahbazi and F. Mehrjo, “Groundwater pollution sources and restoration techniques”, Human & Environment, vol. 11(25), pp. 13-21, (2013). (In Persian).

URL: https://he.srbiau.ac.ir/article_3265.html

  • Salatin and S. Tajik, “The Effect of Water Pollution on Health Economics: A Panel Data Approach”,   Human & Environment, vol. 15(3), pp 47-57, 2017. (In Persian). URL: https://he.srbiau.ac.ir/article_11059.html
  • Rezayan, “Future studies of water crisis in Iran based on processing scenario”, Iranian Journal of Ecohydrology, vol. 3(1), pp. 1-17, 2016, (In Persian). DOI: 10.22059/ije.2016.59185
  • Tavakoli and R. Sarafpour, “Biological threats caused by intentional contamination of water and food in normal and military conditions”, Baqiyatallah University of Medical Sciences, vol. 33, (2015). (In Persian). URL: https://sid.ir/paper/62013/fa
  • N. Badisar, et al., “Legal system of Water Resources Pollution in Iran”, Iran-Water Resources Research, vol. 13, no. 1, 2017. (In Persian).

URL https://www.iwrr.ir/article_32928.html

  • Marandi, “Passive defense and accountability for Iran's sustainable future”, Sustainability, Sustainability, Development & Environment, vol. 1, pp. 57-64, 2014. (In Persian). DOR: SDCONF01_2047
  • Bahmanesh Shakib and A. Kargar, “Presenting a theoretical model of inter-organizational coordination in the strategic management of natural crises with the combined method”, Strategic Management Studies of National Defense, vol. 27, pp. 71-102, 2016. (In Persian).

URL: https://smsnds.sndu.ac.ir/article_10.html

  • R. Farzad Behtash, "Encyclopedia of Urban Management", Passive Defense Organization, Tehran, 2018. (In Persian)
  • Bakhshi, et al., “Analysis of Passive Defense Considerations in Urban Infrastructure with an Emphasis on Water Infrastructure”, GeoRes, vol. 31(3), pp. 103-117, 2016. (In Persian). URL: http://georesearch.ir/article-1-45-fa.html
  • Keshvari, et al., “Security of urban water and sewage systems”, Imam Hossein University Press, 2017. (In Persian)
  • Bigdeloo, “Bioterrorism”, Educational and Research Center of Martyr Sayad Shirazi, Tehran, 2006. (In Persian)
  • Pormorad and R. Ghaderi, “Getting to know the types of pollutants in water resources and their effects", First National Environment Conference, Iran, 2013. (In Persian). DOR: ISFPNU01_219
  • Jalali and H. Araghizadeh, "Biological Defense", Journal of Culture and Health Promotion of Academy of Medical Sciences, 4(1), pp. 60-66, 2019. (In Persian).

URL: http://ijhp.ir/article-1-190-fa.html

  • Shariat, “The Role of Passive Defense Against Agroterrorism Attacks in the Field of Natural Resources (Case Study of Fungal Agents), Rangelands”, Passive Defense Quarterly, vol. 10, no. 2, pp. 97-105, 2019. (In Persian). DOR: 20.1001.1.20086849.1401.13.1.5.8
  • Jalali Farahani, “An introduction to the theoretical foundations of passive defense with the approach of new threats”, Tehran: Imam Hossein University Press, 1391. (In Persian)
  • Khosravi, “Bioterrorism via Water and Food”, yafte, vol. 19(3), pp. 1-11, 2017, (In Persian).

URL: http://yafte.lums.ac.ir/article--2566-1-fa.html

  • S. Yahyapour, et al, “targeting and positioning from the point of view of passive defense”, Fegh Al-Sadegh Publications, 2015. (In Persian)
  • Mazaheri, “Mathematical model for detection of pollutant sources in the river: recovering the location and temporal intensity of pollutant sources”, Ph.D. Thesis, Tarbiat Modares Univ., Faculty of Agricultural Sciences, 2013. (In Persian)
  • B. Rahnama, "Mathematical model of the pollution transfer process in a vertical cross-section of underground water tables", 6th Conference on Fluid Dynamics, 2017. (In Persian). DOR: CFD06_025
  • Banejad, et al., “Numerical simulation of the flow and contaminant transport in groundwater, case study: Nahavand Plain Aquifer”, Water and Soil Science, vol. 23(2), pp. 43-57, (2013). (In Persian).
  • Baghvand, et al., “Ground water modeling to estimate nitrate dispersion in critical aquifers (a case study: Mashhad city),” J. Env. Sci. Tech., vol. 17, no. 4, 2016. (In Persian), URL: https://civilica.com/doc/1289186
  • Dehmardan, et al., "Review on identifying the point source of pollution in the river", second national hydrology conference of Iran, 2016. (In Persian). URL: https://civilica.com/doc/661667
  • Ghane, M. M‌a‌z‌a‌h‌e‌ri and  J.  S‌a‌m‌a‌n‌i, “Location and release time identification of pollution point source in river networks based on the Backward Probability Method”, Sharif Journal of Civil Engineering, vol. 3, pp. 95-104, 2017. (In Persian). DOI: 10.24200/j30.2017.20111
  • Lushabi, “Application of QR mathematical method in determining the source of pollutants in the river”, Seventh Global Conference on Sustainable Agriculture and Natural Resources, Iran, 2016. (In Persian). DOR: NACONF07_141
  • Rezaie, et al., “Assessment of chemical pollution of groundwater resources in downstream regions of Sanandaj landfill”, SJKU, vol. 15(3), pp. 89-98. 2010. (In Persian). URL: http://sjku.muk.ac.ir/article-1-389-fa.html
  • El. Badia, “Identification of a point source in a linear advection–dispersion–reaction equation: application to a pollution source problem”, Inverse Problems, vol. 21, pp. 1-17, 2005. DOI: 10.1088/0266-5611/21/3/020
  • Bagtzoglou and J. Atmadja, “Marching-jury backward beam equation and quasi-reversibility methods for hydrologic inversion: Application to contaminant plume spatial distribution recovery”, Water Resources Research, vol. 39(2), 2003. DOI: 10.1029/2001WR001021
  • Parmenon and M. Mazaheri, “Identification of the source of pollution by the pseudo-reversibility method in reverse in time”, Annual International Congress of New Findings in Agricultural Sciences and Natural Resources, Environment and Tourism, 2018. (In Persian). DOR: NEWCONF05_043
  • Taran, "Underground water flow modeling and pollutant transfer”, Dibagaran, Tehran, 2013. (In Persian)
  • Hofmann, “Regularization for Applied Inverse and Ill-Posed Problems”, Teubner-Texte zur Mathematik, 1986.
  • V. Beck, “Inverse Heat Conduction Ill-Posed Problem”, John Wiley Int Sc. 1985.
  • I. Kabanikhin, “Inverse and Ill-posed Problems: Theory and Applications”, De Gruyter, 2011.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,292
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 845