Modeling, approach and computational simulations of environmental impact with variable diffusibility : a case study

Orientador: João Frederico da Costa Azevedo MeyerDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação CientíficaResumo: Esta pesquisa busca obter aproximações para a solução da Equação Diferencial Parcial de Difusão-Advecção-Reação, utilizando para a simulação computacional o estudo de uma parte específica do rio Doce, que passa pela cidade de Colatina. O objetivo é considerar o coeficiente de difusibilidade variável espacialmente na equação do modelo clássico, devido à vegetação aquática e terrestre presente nas margens do rio. A discretização espacial foi feita pelo Método das Diferenças Finitas, e a discretização temporal através do Método de Crank-Nicolson. A condição de contorno usada foi a de Robin. E foi feita a análise de cada tipo de fronteira considerada no domínio. Nas simulações variamos o coeficiente de perda de poluentes para as margens e a difusibilidade, considerando cenários com e sem fontes de poluição. O objetivo secundário é o de criar um instrumental que sirva de apoio ao estabelecimento de políticas públicas de contenção de impacto, seja no trecho do Rio Doce estudado, seja em outras regiões de características de circulação mais baixaAbstract: This research seeks to obtain approximations for the solution of the Partial Differential-Diffusion-Advection-Reaction Equation, using for computational simulation the study of a specific part of the Doce River, which passes through the city of Colatina. The objective is to consider the coefficient of diffusibility variable spatially in the equation of the classical model, due to the aquatic and terrestrial vegetation present in the river banks. The spatial discretization was done by the Finite Differences Method, and the temporal discretization by the Crank-Nicolson Method. In order to generalize the model, boundary conditions were those of Robin in order to include phenomena along the margins of the river. And the analysis of each type of frontier considered in the domain was made. In the simulations we varied the coefficient of loss of pollutants for the margins and the diffusibility, considering scenarios with and without sources of pollution. A secondary objective is that of creating na auxiliary tool to support decisions and strategies for public environmental policies for Diminisshing impact, be it in the Rio Doce regions, be it elswhere in situations of low circulation characteristicsMestradoMatematica AplicadaMestra em Matemática Aplicada143161/2015-6CNP