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
傻傻的鑫发布了新的文献求助10
1秒前
张庆伟完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
阿雷发布了新的文献求助10
2秒前
酷波er应助凝安采纳,获得10
2秒前
3秒前
FashionBoy应助泡泡邮递员采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
颜万声完成签到,获得积分10
3秒前
merry完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
小燕子发布了新的文献求助10
4秒前
123456完成签到,获得积分10
4秒前
zz发布了新的文献求助10
5秒前
zahahaha完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
超文献完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Lbc发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
Han发布了新的文献求助10
8秒前
乐乐应助轻舟采纳,获得10
8秒前
8秒前
ghtsmile发布了新的文献求助10
8秒前
马喽发布了新的文献求助10
8秒前
所所应助江南采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
DreamLly完成签到,获得积分10
9秒前
nanan发布了新的文献求助10
9秒前
天天快乐应助Isaiah采纳,获得10
9秒前
9秒前
蓝天发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
研友_VZG7GZ应助zz采纳,获得10
10秒前
muye发布了新的文献求助100
11秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 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
Tanning Chemistry: The Science of Leather (2nd Edition) 2000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
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 7259894
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8881800
关于积分的说明 18767753
捐赠科研通 6940065
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201724
关于科研通互助平台的介绍 2375457
邀请新用户注册赠送积分活动 2177480