spridningskoefficienten

Spridningskoefficienten, ofta betecknad D, är ett mått på hur en substans sprider sig i ett medium till följd av slumpmässiga molekylära rörelser och variationer i bärrörelsen. Den används framför allt i advektion-dispersionsekvationen för att beskriva hur koncentrationen av ett ämne förändras i tid och rum.

Spridningen består vanligtvis av två bidrag: molekylär diffusion, D_m, som uppstår av termisk rörelse i molekylerna, och hydrodynamisk dispersion, D_h, som uppstår när flödesfältets inhomogenitet får apparently parallell och transversal spridning i ett poröst eller flödande medium. Inom porösa medier betecknas D_h ofta som longitudinell dispersion D_L och transversal dispersion D_T. Spridningskoefficienten kan vara isotrop eller anisotrop beroende på flödesfältets riktning och medial struktur.

D är ofta beroende av skala, temperatur, viskositet och porositet. I många tillämpningar antas D vara konstant för enkelhets skull, men i verkligheten kan den variera med flödeshastighet och rumslig position. Vid fält- eller laboratorieförsök uppskattas D vanligtvis från tracerstudier och genom att passa data till advektion-dispersionsekvationen.

Användningsområden för spridningskoefficienten omfattar miljövetenskap, hydrogeologi och kemiteknik, där den används för att modellera spridning av föroreningar, gödsel, läkemedel eller andra substanser i vatten, mark och andra medier. Begränsningar inkluderar osäkerheter i mätningar, skalberoende och antaganden om konstant D över tid och rum.