Brinicle

ブライニクルのシミュレーションについて

このリポジトリには、関連記事で示されているモデルに基づいて、北極海表面の下に現れる氷の中空チャネルであるブライニクルの形成をシミュレートするために使用されるソフトウェアが含まれています。

抽象的な

北極の海氷の下では、適切な条件が整えば、氷の塩水が海に流れ込みます。氷の塩水は通常の海水よりも融点がはるかに低く、密度が高くなります。その結果、周囲すべてを凍らせながら沈み、ブライニクル（氷鍾乳石とも呼ばれる）と呼ばれる氷の水路を形成します。この論文では、円筒対称を仮定して、この現象の数学的モデルを開発します。流体は粘性があり、準静止していると考えられます。熱と塩の輸送は流体の運動と弱く結合しており、拡散と対流の効果を考慮して、対応する保存方程式を使用してモデル化されます。有限要素離散化は、偏微分方程式の結合システムを解くために使用されます。私たちは、このモデルが物理システムの一般的な挙動を捕捉し、ブライニクルのような構造を生成しながら、樹状突起の組成も回復できることを発見しました。これは、以前の実験結果と一致する物理的に予想される特徴です。これは、塩水の蓄積などのいくつかの矛盾はあるものの、物理現象の全体的な構造を捉える、提案された最初の完全なモデルを表しています。

引用

 @article{brinicle,
author = {Gómez-Lozada, Felipe  and del Valle, Carlos Andrés  and Jiménez-Paz, Julián David  and Lazarov, Boyan S.  and Galvis, Juan },
title = {Modelling and simulation of brinicle formation},
journal = {Royal Society Open Science},
volume = {10},
number = {10},
pages = {230268},
year = {2023},
doi = {10.1098/rsos.230268},
URL = {https://royalsocietypublishing.org/doi/abs/10.1098/rsos.230268},
eprint = {https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rsos.230268},
}

プログラムの実行

1. 隠しファイル.template_local_config.txtをlocal_config.mkという名前でコピーします。
2. MFEM インストール ディレクトリを追加します。
3. プログラムの実行後にグラフを別のフォルダーに移動したい場合は、 SHARE_DIR変数のNULLオプションをフォルダー ディレクトリに変更します。
4. シミュレーションの数量を変更する場合は、各フォルダーのsettings/parameters.mkファイルにシミュレーションのすべての主要パラメーターが含まれています。
5. シミュレーションを実行するには、 makeを記述するだけです。

結果

次に、シミュレーションのいくつかのアニメーションと画像が表示されます。

樹状突起

電.mp4

フロー100

100.mp4

フロー200

200.mp4

フロー300

300.mp4

フロー400

400.mp4

フロー500

500.mp4