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
刚刚
aoliao完成签到,获得积分10
刚刚
木子啊啊发布了新的文献求助10
刚刚
木梓完成签到,获得积分10
刚刚
李白完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
敏子完成签到,获得积分10
1秒前
蓝色飞贼完成签到,获得积分10
1秒前
温言完成签到,获得积分10
1秒前
Twonej应助Zhaoli采纳,获得30
1秒前
香蕉觅云应助橙花采纳,获得10
1秒前
专注鼠标完成签到,获得积分10
2秒前
凩羽完成签到,获得积分10
2秒前
Lucas应助淡然幻波采纳,获得10
2秒前
3秒前
sharkmelon发布了新的文献求助10
3秒前
乐乐应助阔达的香采纳,获得10
4秒前
4秒前
张春梦紫发布了新的文献求助50
4秒前
5秒前
蓝色飞贼发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
dddd发布了新的文献求助10
5秒前
好人一生平安完成签到,获得积分10
6秒前
打打应助AYing采纳,获得10
6秒前
杉杉来吃发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
tyh完成签到,获得积分10
6秒前
小二郎应助Joy采纳,获得10
7秒前
123完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
单薄的誉发布了新的文献求助10
7秒前
大个应助张雅露采纳,获得10
7秒前
yangliming发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
xxzz完成签到,获得积分10
8秒前
xx发布了新的文献求助10
8秒前
长风完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Writing Systems 500
类器官构建与应用:从基础到前沿 500
Electric Vehicle Powertrains Design Fundamentals, Components, and Applications 400
Handbook on Planning and Climate Change Adaptation 400
Optical Coating Design with the Essential Macleod 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 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 6809645
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8525957
关于积分的说明 18149497
捐赠科研通 6134749
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3029289
邀请新用户注册赠送积分活动 2005870
关于科研通互助平台的介绍 2003669