Brinicle
Modeling and simulation of brinicle formation
該儲存庫包含用於模擬冰冰形成的軟體,冰冰冰是出現在北極海面下方的中空冰通道,基於相關文章中提供的模型。
在北極海冰下方,在適當的條件下,一股冰冷的鹽水流入大海。冰鹽水的熔點比普通海水低很多,密度也更大。結果,它會下沉,同時凍結周圍的一切,形成一個稱為“brinicle”(也稱為“冰鐘乳石”)的冰通道。在本文中,我們假設圓柱對稱,為這種現象建立了一個數學模型。流體被認為是黏性的和準靜止的。熱量和鹽的傳輸與流體運動弱耦合,並使用相應的守恆方程式進行建模,考慮擴散和對流效應。採用有限元素離散化來解偏微分方程的耦合系統。我們發現該模型可以捕捉物理系統的一般行為並產生類布林克結構,同時還可以恢復枝晶組成,這是與先前的實驗結果一致的物理預期特徵。這代表了第一個完整的模型,它捕捉了物理現象的整體結構,儘管它存在一些差異,例如鹽水積累。
@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},
}
接下來展示一些模擬的動畫和圖像: