Modelling soil water movement under unsaturated conditions with the Modified Cubic B-Spline Differential Quadrature method [Pamukkale Univ Muh Bilim Derg]
Pamukkale Univ Muh Bilim Derg. 2018; 24(6): 952-959 | DOI: 10.5505/pajes.2017.99705  

Modelling soil water movement under unsaturated conditions with the Modified Cubic B-Spline Differential Quadrature method

Emin Çiftçi
Department of Civil Engineering, Maltepe University, İstanbul, Turkey

This study focuses on modelling moisture movement in the unsaturated soil zone with the use of the Modified Cubic B-Spline Differential Quadrature method. The numerical solution of the Richards Equation, which is commonly used in the field of hydrogeology for describing soil moisture movement, was investigated. The differential quadrature method was employed to evaluate the spatial derivatives of the equation variables, and the 4th order Runge-Kutta Method was used to march the solution in time. To verify the accuracy of the developed model, three test cases having different boundary conditions were taken into consideration. The retrieved results are seen to be in good agreement with the values provided by the analytical and other available numerical techniques. On account of its simplicity, efficiency and high accuracy, this method can be an appropriate option for the numerical solution of this type of problems.

Keywords: Richards equation, differential quadrature, modified cubic b-spline


Doymamış koşullarda toprak suyu hareketinin Modifiye Kübik B-Spline Diferansiyel Kuadratur yöntemi ile modellenmesi

Emin Çiftçi
Maltepe Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, İstanbul

Bu çalışma, toprak suyunun doymamış bölgedeki hareketinin Modifiye Kübik B-Spline Diferansiyel Kuadratur yöntemi ile modellenmesi üzerine kurulmuştur. Toprak nemi hareketini tanımlamak için hidrojeoloji alanında sıklıkla kullanılan Richards denkleminin sayısal çözümü irdelenmiştir. Bu denklemde yer alan parametrelerin konum türevlerini hesaplayabilmek için diferansiyel kuadratur yöntemi, problemi zamanda ilerletebilmek için 4. Mertebeden Runge-Kutta yöntemi kullanılmıştır. Geliştirilen modelin verdiği sonuçların doğruluğunun ölçülebilmesi için farklı sınır koşullarına sahip üç örnek uygulama ele alınmıştır. Elde edilen sonuçlar mevcut analitik ve diğer sayısal yöntemlerin verdiği sonuçlarla büyük tutarlılık göstermektedir. Etkili, basit, verimli, kolay uygulanabilir ve yüksek doğrulukta sonuç veriyor oluşu, ele alınan yöntemin bu tip problemlerin sayısal çözümü için uygun bir tercih olabileceğine işaret etmektedir.

Anahtar Kelimeler: Richards denklemi, diferansiyel kuadratur, modifiye kübik b-spline


Emin Çiftçi. Modelling soil water movement under unsaturated conditions with the Modified Cubic B-Spline Differential Quadrature method. Pamukkale Univ Muh Bilim Derg. 2018; 24(6): 952-959

Corresponding Author: Emin Çiftçi, Türkiye


TOOLS
Full Text PDF
Print
Download citation
RIS
EndNote
BibTex
Medlars
Procite
Reference Manager
Share with email
Share
Send email to author

Similar articles
Google Scholar


 
Creative Commons License
This journal is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License


LookUs & Online Makale