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Some considerations on the dependence to numerical schemes of Lagrangian radionuclide transport models for the aquatic environment

水環境におけるラグランジュ放射性核種輸送モデルの数値スキームへの依存性に関する若干の考察

Peri$'a$$~n$ez, R.*; Brovchenko, I.*; Jung, K. T.*; Kim, K. O.*; Liptak, L.*; Little, A.*; 小林 卓也 ; Maderich, V.*; Min, B. I.*; Suh, K. S.*

Peri$'a$$~n$ez, R.*; Brovchenko, I.*; Jung, K. T.*; Kim, K. O.*; Liptak, L.*; Little, A.*; Kobayashi, Takuya; Maderich, V.*; Min, B. I.*; Suh, K. S.*

ラグランジュモデルは、緊急事態における水環境での放射性核種の輸送をシミュレートするために、オイラーモデルよりもいくつかの利点がある。放射性核種の放出は、軌道が時間に沿って計算される多数の粒子としてシミュレートされるため、これらのモデルは空間離散化を必要としない。この論文では、粒子の最終分布から濃度を計算するために使用されるグリッド間隔、シミュレーション内の粒子数、および離散的な性質のために必要な補間スキームを使用して、ラグランジュモデルの依存性を調査した。また、ラグランジュモデルは、相(液体と固体)間の放射性核種の交換を記述することができる。濃度を計算するために使用される最適なグリッドサイズは慎重にチェックする必要があり、より正確な解を得るには空間補間よりも時間補間の方が重要であることがわかった。また、特定の精度保つために必要な粒子の数を推定する方法を提案した。最後に、堆積物濃度が低く、分配係数が小さい場合、遷移確率の正確な式を使用する必要があることがわかった。

Lagrangian models present several advantages over Eulerian models to simulate the transport of radionuclides in the aquatic environment in emergency situations. A radionuclide release is simulated as a number of particles whose trajectories are calculated along time and thus these models do not require a spatial discretization. In this paper we investigate the dependence of a Lagrangian model output with the grid spacing which is used to calculate concentrations from the final distribution of particles, with the number of particles in the simulation and with the interpolation schemes which are required because of the discrete nature of the water circulation data used to feed the model.

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