Модель стационарного неизотермического течения магмы в канале вулкана с учетом скольжения на границе
Автор: Бармин Алексей Алексеевич, Мельник Олег Эдуардович, Скульский Олег Иванович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 3 т.5, 2012 года.
Бесплатный доступ
Предложена модель неизотермического течения магмы в круглом цилиндрическом канале вулкана. Принято, что вязкость магмы зависит от температуры, скорости деформации и концентрации растворенного газа, которая в свою очередь зависит от давления. Предусмотрена возможность скольжения магмы по стенкам канала в соответствии с экспериментально определяемым законом. На базе метода конечных элементов разработаны алгоритм и вычислительная программа расчета стационарного неизотермического течения нелинейно вязкой несжимаемой магмы в канале. Показано, что учет вязкой диссипации и проскальзывания магмы существенно увеличивает ее расход при фиксированном давлении в очаге извержения.
Магма, экструзивное извержение, осесимметричная модель, неньютоновская вязкость, пристенное скольжение, метод конечных элементов
Короткий адрес: https://sciup.org/14320630
IDR: 14320630 | DOI: 10.7242/1999-6691/2012.5.3.42
Список литературы Модель стационарного неизотермического течения магмы в канале вулкана с учетом скольжения на границе
- Бармин А.А., Мельник О.Э. Гидродинамика вулканических извержений//Успехи механики. -2002. -Т. 1, № 1. -С. 32-60.
- Melnik O., Stefen R., Sparks R., Costa A., Barmin A.A. Volcanic eruptions: cyclicity during lava dome growth//Encyclopedia of Complexity and Systems Science. -2009. -Part 22. -P. 9763-9784. DOI
- Barmin A.A., Vedeneeva E.A., Mel'nik O.E. Effect of viscous dissipation on nonisothermal high-viscosity magma flow in a volcanic conduit//Fluid Dyn. -2004. -V. 39, N. 6. -P. 863-873. DOI
- Melnik O., Sparks R.S.J. Controls on conduit magma flow dynamics during lava dome building eruptions//J. Geophys. Res. -2005. -V. 110. -b02209. DOI
- Gonnermann H.M., Manga M. The fluid mechanics inside a volcano//Annu. Rev. Fluid Mech. -2007. -V. 39. -P. 321-356. DOI
- Caricchi L., Burlini L., Ulmer P., Gerya T., Vassalli M., Papale P. Non-Newtonian rheology of crystal-bearing magmas and implications for magma ascent dynamics//Earth Planet. Sc. Lett. -2007. -V 264, N. 3-4. -P. 402-419. DOI
- Pal R. Steady laminar flow of non-Newtonian bubbly suspensions in pipes//J. Non-Newton. Fluid. -2007. -V. 147, N. 1-2. -P. 129-137. DOI
- Pal R. Rheological constitutive equation for bubbly suspensions//Ind. Eng. Chem. Res. -2004. -V. 43. -P. 5372-5379. DOI
- Neuberg J.W., Tuffen H., Collier L., Green D., Powell T., Dingwell D. The trigger mechanism of low-frequency earthquakes on Montserrat//J. Volcanol. Geoth. Res. -2006. -V. 153, N. 1-2. -P. 37-50.
