多层多孔介质中耦合多物种平流-弥散方程的广义半解析解

地球 subsurface 中的多物种污染物输运通常用通过一阶反应耦合的平流-弥散方程建模。此类问题的解析与半解析解需求极高，但目前仅限于单一物种、均质介质、特定反应网络、特定边界条件或其组合。本文中，我们针对非均质层状介质与一般一阶反应网络发展了一种半解析解。我们的方法将解耦多物种方程的变换法与新近发展的层状介质中单物种平流-弥散-反应方程的半解析解相结合。该广义解对任意数量的物种与层数均有效，在入口与出口处适用一般Robin型条件，并兼容跨层的不同阻滞因子或跨物种的不同阻滞因子。给出四个测试用例以展示求解方法，所报道结果与已发表结果及通过有限体积离散获得的数值结果一致。实现该广义半解析解的MATLAB代码已公开提供。