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
雪儿完成签到,获得积分10
刚刚
义气尔芙完成签到,获得积分10
刚刚
情怀应助专一的幻莲采纳,获得10
刚刚
ggjy完成签到,获得积分10
刚刚
铭轩完成签到,获得积分10
刚刚
bin完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
LSQ47完成签到,获得积分10
1秒前
amy完成签到,获得积分10
1秒前
陈思完成签到,获得积分10
1秒前
梦隐雾完成签到,获得积分10
2秒前
锥子完成签到,获得积分10
2秒前
听风雨完成签到 ,获得积分10
2秒前
得之我幸完成签到,获得积分10
2秒前
xcxc发布了新的文献求助10
3秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
3秒前
小豹7087完成签到,获得积分10
3秒前
清爽慕山发布了新的文献求助10
4秒前
zeng发布了新的文献求助10
4秒前
年轻采波完成签到,获得积分10
4秒前
Lucas应助yuyu采纳,获得10
4秒前
陆陆完成签到 ,获得积分10
4秒前
小蛇完成签到,获得积分10
5秒前
Verity应助Sky我的小清新采纳,获得10
5秒前
seasona完成签到 ,获得积分10
5秒前
sxf完成签到,获得积分10
7秒前
xxx11完成签到,获得积分10
7秒前
bqk完成签到,获得积分10
7秒前
xcxc完成签到,获得积分10
8秒前
承乐完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Leohp完成签到,获得积分10
8秒前
啦啦啦啦啦完成签到,获得积分10
9秒前
青源发布了新的文献求助10
9秒前
路咕咕嗼完成签到,获得积分10
9秒前
CML完成签到,获得积分10
9秒前
Yanz发布了新的文献求助10
9秒前
顺顺利利完成签到,获得积分10
10秒前
邺水珠桦完成签到,获得积分10
10秒前
顾海东完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 680
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 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 6459319
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8268445
关于积分的说明 17622079
捐赠科研通 5528578
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2905911
邀请新用户注册赠送积分活动 1882638
关于科研通互助平台的介绍 1727808