Brinicle
Modeling and simulation of brinicle formation
该存储库包含用于模拟冰冰形成的软件,冰冰冰是出现在北极海面下方的中空冰通道,基于相关文章中提供的模型。
在北极海冰下方,在适当的条件下,一股冰冷的盐水流入大海。冰盐水的熔点比普通海水低得多,而且密度更大。结果,它会下沉,同时冻结周围的一切,形成一个称为“brinicle”(也称为“冰钟乳石”)的冰通道。在本文中,我们假设圆柱对称,为这种现象建立了一个数学模型。流体被认为是粘性的和准静止的。热量和盐的传输与流体运动弱耦合,并使用相应的守恒方程进行建模,考虑扩散和对流效应。采用有限元离散化来求解偏微分方程的耦合系统。我们发现该模型可以捕获物理系统的一般行为并生成类似布林克的结构,同时还可以恢复枝晶组成,这是与之前的实验结果一致的物理预期特征。这代表了第一个完整的模型,它捕捉了物理现象的整体结构,尽管它存在一些差异,例如盐水积累。
@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},
}
接下来展示一些模拟的动画和图像: