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
Zoey09完成签到,获得积分10
刚刚
麟语桐完成签到 ,获得积分10
刚刚
小蘑菇应助ppat5012采纳,获得10
刚刚
刚刚
爆米花应助谨慎小虾米采纳,获得10
1秒前
书卷不掩侠气完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
凡夫俗子完成签到,获得积分10
2秒前
万能图书馆应助自由念露采纳,获得10
2秒前
eeush完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
王荣利完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI6.3应助李治稳采纳,获得10
2秒前
还如一梦中完成签到,获得积分10
3秒前
搜集达人应助李朝富采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
东方元语发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
小小传说完成签到,获得积分20
5秒前
Guoyut发布了新的文献求助100
5秒前
飞飞发布了新的文献求助30
5秒前
6秒前
杨咩咩完成签到,获得积分10
6秒前
典雅初露发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
大模型应助古往今来采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
Zoey完成签到,获得积分10
8秒前
huihui完成签到,获得积分10
8秒前
Spike发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
NexusExplorer应助六月飞雪采纳,获得10
11秒前
滔滔完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
英俊的铭应助满意的谷菱采纳,获得10
11秒前
高分求助中
(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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6422286
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8241174
关于积分的说明 17516843
捐赠科研通 5476343
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2892815
邀请新用户注册赠送积分活动 1869266
关于科研通互助平台的介绍 1706703