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乔纳森·罗比。；埃尔布里奇·格里Puckett

在有限元代码中实现流体体积法，并应用于地幔密度分层流体中的热化学对流。 （英语） Zbl 1496.86024号

计算。流体 190, 217-253 (2019).
摘要：我们描述了开源有限元程序ASPECT中二阶精确流体体积界面跟踪算法的实现，该程序旨在模拟地幔中的对流和其他过程。这包括求解耦合到温度平流扩散方程的不可压缩Stokes方程、控制密度对温度依赖性的Boussinesq近似以及指示两个初始（恒定）密度状态的标记的平流方程，在下面的流场中被被动平流。ASPECT中的流体体积法是完全并行的，并与ASPECT的自适应网格细化算法完全集成。为了证明该方法的准确性，我们给出了几个界面跟踪基准的结果，以及计算地幔对流社区中常用的几个基准的结果。最后，我们给出了模型问题的自适应网格细化和不自适应网格细化的计算结果，该模型问题涉及计算分层流体中的热化学对流，旨在深入了解最终以海岛玄武岩形式到达地球表面的热羽流，起源于靠近堆芯-堆芯边界的结构，称为大型低剪切波速区或“LLSVP”。LLSVP是地球地幔最下部的部分结构，其特征是剪切波速度较慢，密度高于周围地幔，这是通过地球深部地震层析成像发现的。

MSC公司：

86A60型 地质问题
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法

关键词：

流体体积法；自适应网格细化；Rayleigh-Bénard问题；热化学对流；瑞利-泰勒不稳定性；成分分层流体；大的低剪切波速区

软件：

交易.ii；美国国家航空航天局VOF2D；SOLA-VOF公司；地质框架；方面；切片
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{J.M.罗比}和\textit{E.G.帕克特}，计算。流体190，217--253（2019；Zbl 1496.86024）
全文： 内政部 arXiv公司

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