Brinicle

브리니클 시뮬레이션

이 저장소에는 관련 기사에 제시된 모델을 기반으로 북극 해수면 아래에 나타나는 속이 빈 얼음 채널인 브리니클의 형성을 시뮬레이션하는 데 사용되는 소프트웨어가 포함되어 있습니다.

추상적인

북극 해빙 아래, 적절한 조건에서 얼음 소금물이 바다로 흘러내립니다. 얼음 소금물은 융해점이 훨씬 낮고 일반 바닷물보다 밀도가 높습니다. 그 결과 주변의 모든 것이 얼면서 가라앉아 브리니클(얼음 종유석이라고도 함)이라는 얼음 채널을 형성합니다. 본 논문에서는 원통형 대칭을 가정하여 이 현상에 대한 수학적 모델을 개발합니다. 유체는 점성이 있고 준고정적인 것으로 간주됩니다. 열과 염분 수송은 유체 운동과 약하게 결합되며 확산 및 대류 효과를 설명하는 해당 보존 방정식으로 모델링됩니다. 유한 요소 이산화는 결합된 편미분 방정식 시스템을 풀기 위해 사용됩니다. 우리는 모델이 물리적 시스템의 일반적인 동작을 포착하고 브리니클과 같은 구조를 생성하는 동시에 이전 실험 결과와 일치하는 물리적으로 예상되는 기능인 수상돌기 구성을 복구할 수 있음을 발견했습니다. 이는 염수 축적과 같은 일부 불일치가 있음에도 불구하고 물리적 현상의 전체적인 구조를 포착하는 제안된 최초의 완전한 모델을 나타냅니다.

소환

 @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},
}

프로그램 실행

1. 숨겨진 파일 .template_local_config.txt 를 local_config.mk 라는 이름으로 복사합니다.
2. MFEM 설치 디렉터리를 추가합니다.
3. 프로그램 실행 후 그래프를 다른 폴더로 이동하려면 SHARE_DIR 변수의 NULL 옵션을 폴더 디렉터리로 변경하면 됩니다.
4. 시뮬레이션에서 일부 수량을 변경하려면 각 폴더의 settings/parameters.mk 파일에 시뮬레이션의 모든 주요 매개변수가 있습니다.
5. 시뮬레이션을 실행하려면 make 만 작성하면 됩니다.

결과

다음으로 시뮬레이션의 일부 애니메이션과 이미지가 제공됩니다.

수상돌기

덴.mp4

흐름 100

100.mp4

흐름 200

200.mp4

흐름 300

300.mp4

흐름 400

400.mp4

흐름 500

500.mp4