Динамика формирования пограничного слоя в канале вулкана в потоке кавитирующей высоковязкой магмы
В. К. Кедринский1, М. Н. Давыдов2
1 Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, kedr@hydro.nsc.ru
2 Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
Ключевые слова: магматический расплав, математическая модель, динамика вязкости, пограничный слой, склерозирование канала
Страницы: 95-105
Аннотация
На основе полной математической модели потока вязкого магматического расплава, восходящего в поле силы тяжести за фронтом волны декомпрессии, исследуются нестационарная двумерная осесимметричная задача о динамике состояния расплава на начальной стадии взрывного вулканического извержения и особенности структуры течения в окрестности стенки канала в случае стационарной и динамически возрастающей вязкости. Проведен численный анализ развития пограничного слоя в случае постоянной вязкости расплава , 105, 107 Пас. Показано, что в канале радиусом 100 м при изменении вязкости расплава в диапазоне Пас на стенке канала формируется пограничный слой, толщина которого увеличивается с 2 до 15 м. При увеличении вязкости магмы до значения, равного 107 Пас, пограничный слой в значительной степени перекрывает канал, зажимая поток в окрестности оси симметрии практически по всей длине канала. На примере расплава в канале радиусом 10 м показано, что при динамически растущей вязкости структура течения существенно меняется. К моменту времени c толщина пограничного слоя в поперечном сечении канала на высоте около 1000 м достигает практически 8 м, принимает форму своеобразной "диафрагмы", "прорастает" вглубь канала на 200 м (в интервале значений массовой скорости м/с) и зажимает поток в зоне радиусом приблизительно 2 м в окрестности оси симметрии канала.
|
