Double diffusive convection and steady 2D salt finger solutions in porous media
Notice bibliographique
Résumé
Double diffusive convection is a naturally occurring phenomenon playing important roles in geophysical, astrophysical, and oceanographic events alike. Herein, it is the transfer of heat by fluid movement driven by the differing rates of diffusion of temperature and salinity, developing into one of 2 regimes: diffusive convection or salt fingering. We consider this problem in a porous medium, relevant in situations regarding permafrost, magma, and soils amongst others. We begin by performing and comparing linear and nonlinear stability analyses near the onset of instability, as in existing work. We ultimately find that the two methods result in the same bounds for the onset of instability for salt fingering and steady diffusive convection, and so we conclude there are no subcritical cases. This is further confirmed in the third section, wherein we conduct a weakly nonlinear stability analysis using asymptotic expansions. In both the diffusive convection and the salt fingering cases, the amplitude equations obtained indicate that supercritical instabilities occur. In the case of oscillatory diffusive convection, the regime of criticality depends on the relative size of the density ratio to the Lewis number. Extending previous work by considering a porous medium, we consider modes creating the fastest growing fingers, resulting in fingers with a smaller horizontal/vertical aspect ratio. These fingers are studied first in a vertically unbounded domain, then in a bounded one. We find evolution equations for both cases, and plot the resulting steady-state solution of the temperature amplitude of the latter. We find that in the zero limit of the horizontal/vertical aspect ratio, the temperature amplitudes of the steady solutions converge in both the salt-heat and sugar-salt configurations.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».