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地质系统中双扩散对流的非线性物理学
1
作者 U.Hansen d.a.yuen 赵国春 《世界地质》 CAS CSCD 1993年第2期142-152,共11页
在热和成分对密度作用的驱动下,双扩散对流(Double—diffusive Convection,D.D.c)属于一种非线性流体动力学现象。我们这里讨论了亚临界状态有限值的双扩散对流在无限值Prandtl数和大lcwis数(Lc)条件下的一些性质。Prandtl数和大lcwis... 在热和成分对密度作用的驱动下,双扩散对流(Double—diffusive Convection,D.D.c)属于一种非线性流体动力学现象。我们这里讨论了亚临界状态有限值的双扩散对流在无限值Prandtl数和大lcwis数(Lc)条件下的一些性质。Prandtl数和大lcwis数已应用到岩浆房研究和处于地核—地幔之间(Crust—mantle boundary,CMB)的D′层研究中。由二维有限单元方法所推导出的数据模式可以用来描述与时间变量有关的双扩散对流在扩散区和指状区中的一些性质。由于大lcwis数影响,岩浆房中组成的不均一性远比局部热构造复杂,这种不均一性对耗散岩浆房的地震波有着重要意义,在较高的Rα值条件下,浮力率R_ρ的增加会使与时间有关的双扩散对流减小。在一个较窄的区域里,组成界面的突然翻转会导致指状区内剪切热不稳定地发生。这种现象可能在具有较低的扩散数的岩浆房中发生。 展开更多
关键词 地质系统 双扩散 对流 物理学
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对流岩浆混合中的自组织作用
2
作者 C.M.Oldenburg F.J.Spera +1 位作者 d.a.yuen 李广新 《世界地质》 CAS CSCD 1993年第2期27-39,共13页
对流岩浆混合是热液和组分作用于熔融体密度引起的。我们通过二维数字模拟研究了组分浮力在对流岩浆混合中的作用。在我们的模拟中,观察到了两种自组织作用现象:(1)与流动逆转相伴随的局部暂时未混合事件;(2)在对流单元中心延续很久的... 对流岩浆混合是热液和组分作用于熔融体密度引起的。我们通过二维数字模拟研究了组分浮力在对流岩浆混合中的作用。在我们的模拟中,观察到了两种自组织作用现象:(1)与流动逆转相伴随的局部暂时未混合事件;(2)在对流单元中心延续很久的分异作用(眼球状构造)。分异作用的级序统计量、级序比率与强度、对于使混合与自组织现象定量化,是组分场的有益抽象。级序比率和强度的轨迹揭示了吸引子的行为,并提供了控制混合和自组织作用演化的简洁方式。组分浮力与热液浮力之比由参数Rr给出:当Rr=0时,意味着被动混合;当Rr>0时,意味着动力混合。既形成于被动混合也形成于动力混合中的眼球状构造趋向于使混合率减小。流动逆转和仅存在于动力混合中的未混合事件进一步减慢了混合。然而,因为一个强而持久的眼球状构造形成于被动混合中,被动混合比以小的Rr值混合更慢。在高的Rr(Rr>1)情况下,由于始态的重力稳定性,混合一般被组分浮力所妨碍。 展开更多
关键词 岩浆 对流 混合 自组织作用
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