Theoretical and numerical studies on the interface movement and the onset of gravitational instability during the carbon dioxide dissolution into oil

不稳定性 溶解 物理 粘度 机械 非线性系统 粘性指进 流量(数学) 线性稳定性 边值问题 边界(拓扑) 理论(学习稳定性) 图案形成 边界层 重力场 对流 热力学 经典力学 数学分析 多孔介质 材料科学 化学 数学 复合材料 机器学习 生物 物理化学 量子力学 遗传学 计算机科学 多孔性
作者
Min Chan Kim
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:34 (2): 024102-024102
标识
DOI:10.1063/5.0081934
摘要

In consideration of the interface movement and the viscosity lowering due to the CO2 dissolution, the onset of gravitational instabilities in a horizontal fluid layer is analyzed theoretically and numerically. Under the linear stability theory, new stability equations are derived in the semi-infinite τ,ζ-domain. We proved that the normal mode stability analysis is possible for the deep-pool case—where the lower boundary plays little role in the spatiotemporal evolution of the concentration field. Moreover, we obtained critical conditions for the onset of convection by solving the normal mode stability equations. In addition, the effect of the swelling and the viscosity lowering on the stability, temporal evolution concentration field, and pattern formation on the dissolving interface is analyzed by solving the fully nonlinear governing equations of the flow and the concentration fields. The present linear and nonlinear analyses show consistently that both interface movement and viscosity lowering accelerate the onset of instability and enhance the dissolution of CO2. Finally, we visualize the pattern formation on the dissolving interface through the three-dimensional numerical simulations.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
狸猫不礼貌完成签到,获得积分10
1秒前
Cinderella发布了新的文献求助20
1秒前
1秒前
1秒前
anyang完成签到,获得积分10
1秒前
xuan发布了新的文献求助10
2秒前
小二郎应助Gun采纳,获得10
2秒前
山吱小猪发布了新的文献求助10
3秒前
咕噜咕噜咕完成签到,获得积分10
3秒前
cdc完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
wangjialong完成签到,获得积分10
4秒前
青柠完成签到 ,获得积分10
5秒前
叶文桥发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
呼呼不爱噜噜应助sandy采纳,获得50
5秒前
lixinglei应助哈哈采纳,获得20
5秒前
5秒前
大白应助栗子采纳,获得20
6秒前
樂糸发布了新的文献求助10
6秒前
豌豆发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
gaoyuqin发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
xuan发布了新的文献求助10
9秒前
suanqi512完成签到,获得积分10
9秒前
共享精神应助一地狗粮采纳,获得10
9秒前
ANG发布了新的文献求助10
10秒前
小马甲应助HK采纳,获得10
10秒前
搜集达人应助ww采纳,获得10
10秒前
刘俊杰完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
乐观的映易完成签到,获得积分20
12秒前
黎洱发布了新的文献求助10
12秒前
Nole应助乐观的紫菜采纳,获得10
13秒前
俭朴苑博应助111采纳,获得10
13秒前
山吱小猪完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 2030
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7576018
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9155535
关于积分的说明 19586128
捐赠科研通 7160132
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3264870
关于科研通互助平台的介绍 2430062
邀请新用户注册赠送积分活动 2255431