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旋转系统中持续的轴对称侵入。 (英语) Zbl 1408.76563号

小结:我们分析了旋转对轴对称侵入体通过线性分层环境流体传播的影响,该流体来自中性浮力水平的持续源。这种情况发生在火山灰云水平扩散期间,这是在火山灰羽上升到中性浮力水平后发生的。对于后期的流动,一个简单且广为接受的近似值是惯性效应可以忽略不计。这导致透镜状侵入体,受科里奥利加速度和水平压力梯度之间的平衡控制,半径随时间变化为(r_N\sim t^{1/3})。然而,我们使用浅层模型表明,惯性力在流入开始后的重要时间内不能被忽略。这些惯性力导致流动形成两个不同的区域,由移动的水跃分开:径向速度和厚度随时间变化的外部“头部”区域,以及流动稳定的较薄“尾部”区域。最初,水流迅速膨胀,这个尾部区域占据了大部分水流。系统旋转约半圈后,科里奥利加速度阻止了前方的前进,分隔两个区域的水跃传播回侵入源。只有在系统大约旋转一周半后,惯性才变得不重要,科里奥利透镜解(r_N\sim t^{1/3})才建立起来。重要的是,这意味着在模拟火山喷发侵入体时,既不能忽略惯性也不能忽略科里奥利加速度。我们利用双区域流动结构构建了一个新的混合模型,该模型仅包含两个关于水跃入侵半径和位置的常微分方程。这种混合模型比浅层模型简单得多,但可以准确地预测流动特性,如所有运动阶段的侵入半径,而无需拟合或调整参数。

理学硕士:

76U05型 旋转流体的一般理论
76B70型 无粘流体中的分层效应
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