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
4秒前
辣椒完成签到,获得积分10
5秒前
彳亍宣完成签到 ,获得积分10
6秒前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
xiaoai完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
勤qin完成签到 ,获得积分10
10秒前
HuoJnx发布了新的文献求助10
11秒前
长孙烙完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
平底锅红太狼完成签到,获得积分10
20秒前
pp完成签到 ,获得积分10
23秒前
kaifangfeiyao完成签到 ,获得积分10
25秒前
老白完成签到,获得积分10
28秒前
Owen应助今天也不想学有机采纳,获得10
32秒前
Janus完成签到 ,获得积分10
33秒前
STEMOS完成签到 ,获得积分10
35秒前
蔡1应助lee采纳,获得10
39秒前
大脸猫完成签到 ,获得积分10
40秒前
何一凡完成签到 ,获得积分10
43秒前
顺利问玉完成签到 ,获得积分10
44秒前
46秒前
cliff139完成签到,获得积分10
47秒前
LN完成签到,获得积分10
47秒前
蔡从安发布了新的文献求助10
49秒前
53秒前
新八完成签到,获得积分10
58秒前
AidenZhang完成签到 ,获得积分10
58秒前
活佛济公完成签到 ,获得积分10
59秒前
张甜完成签到,获得积分10
1分钟前
海之恋心完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
ada阿达完成签到,获得积分10
1分钟前
小羊咩完成签到,获得积分0
1分钟前
风想随心完成签到,获得积分10
1分钟前
麦田麦兜完成签到,获得积分10
1分钟前
Tony12发布了新的文献求助10
1分钟前
BUG完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Animalia: Animal and Human Interaction in the Early Medieval English World (Exeter Studies in Medieval Europe) 400
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 7125869
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8776743
关于积分的说明 18553551
捐赠科研通 6704972
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3150129
关于科研通互助平台的介绍 2271845
邀请新用户注册赠送积分活动 2124532