پیدایش هیدرودینامیکی الگوهای کارن خطی

در مناطق کارست و آلپین ، تعامل بین آب و سنگ ها باعث ایجاد طیف گسترده ای از الگوهای شگفت انگیز می شود. در این کار ، ما یک مدل هیدرودینامیکی برای شکل گیری الگوهای انحلال ساخته شده از کانال های طولی موازی ، که معمولاً به عنوان اشکال کارن خطی گفته می شود ، ارائه می دهیم. این مدل به یک فیلم لامینار از آب که روی یک صخره در حال حل است ، می پردازد. نتایج نشان می دهد که یک ناپایداری عرضی سیستم آب و محوطه منجر به یک کانال سازی طولی مسئول تشکیل الگوی می شود. بی ثباتی به دلیل بازخورد مثبت در کانال ها بین جریان بالاتر آب و انحلال شیمیایی افزایش یافته بوجود می آید. مقیاس های مکانی پیش بینی شده توسط تجزیه و تحلیل پایداری خطی بسته به تعداد رینولدز ، سفارشات مختلفی از بزرگی را شامل می شود. این ممکن است توضیح دهد که چرا الگوهای مشابه در اندازه های مختلف بر روی سنگهای طبیعی مشاهده می شود. نتایج همچنین نشان می دهد که حلالیت سنگ فقط بر مقیاس زمانی بی ثباتی تأثیر می گذارد و تمایل سنگ نقش جزئی در شکل گیری الگوی دارد. سرانجام مورد بحث قرار می گیرد که چگونه باران برای ظهور الگوهای خطی کارن ضروری نیست ، اما ممکن است برخی از ویژگی های آنها را تحت تأثیر قرار دهد.

طبقه بندی JFM

مقالات JFM را تایپ کنید اطلاعات مجله مکانیک سیالات ، دوره 913 ، 25 آوریل 2021 ، A34 کپی رایت © نویسنده (ها) ، 2021. منتشر شده توسط انتشارات دانشگاه کمبریج

گزینه های دسترسی

با استفاده از یکی از گزینه های دسترسی در زیر ، به نسخه کامل این محتوا دسترسی پیدا کنید.(گزینه های ورود به سیستم دسترسی به نهادی یا شخصی را بررسی می کنند. در صورت دسترسی به محتوا ممکن است نیاز به خرید داشته باشد.)

منابع

منابع

Abramowitz ، M. ، Stegun ، I. A.& Romer ، R. H. 1988 راهنمای عملکردهای ریاضی با فرمول ها ، نمودارها و جداول ریاضی. انجمن معلمان فیزیک آمریکا. CrossrefGoogle Scholar

بندر ، C. M.& Orszag ، S. A. 2013 روشهای پیشرفته ریاضی برای دانشمندان و مهندسان I: روشهای بدون علامت و نظریه آشفتگی. رسانه های علمی و تجاری Springer. Google Scholar

برنر ، R. A.، لاساگا ، A. C. & Garrels ، R. M. 1983 چرخه ژئوشیمیایی کربنات-سیلیكات و تأثیر آن بر دی اکسید کربن جوی در طی 100 میلیون سال گذشته. صبح. J. Sci. 283 ، 641 - 683 . CrossrefGoogle Scholar

Bertagni ، M. B.& Camporeale ، C. 2017 تجزیه و تحلیل پایداری غیرخطی و Subharmonic در الگوهای مورفولوژیکی فیلم محور. فیزیکRev. E 96 (5) ، 053115 . CrossrefGoogle ScholarPubmed

Bögli ، A. 1960 Kalklösung und Karrenbildung. Z. Geomorphol.(عرضه باند 2) ، 4 - 21. Google Scholar

Buhma ، D. & Dreybrodt ، W. 1985 سینتیک انحلال کلسیت و بارش در شرایط زمین شناسی مربوط به مناطق کارست: 1. سیستم باز. شیمیاییGEOL48 (1-4) ، 189 - 211 . CrossrefGoogle Scholar

Camporeale ، C. 2015 مورفوژنز هیدرودینامیکی قفل شده در کارست و یخچال های یخ. J. Fluid Mech. 778 ، 89 - 119 . CrossrefGoogle Scholar

Camporeale ، C. 2017 یک رویکرد بدون علامت به بی ثباتی Crenulation. J. Fluid Mech. 826 ، 636 - 652 . CrossrefGoogle Scholar

Camporeale ، C. & Ridolfi ، L. 2012 تجزیه و تحلیل پایداری هیدرودینامیکی محور الگوهای مورفولوژیکی بر استالکتیت ها و پیامدهای مربوط به بازسازی های غار paleoflow. فیزیکروحانی لت. 108 (23) ، 238501 . crossrefgoogle ScholarPubmed

Chang ، H. & Demekhin ، E. A. دینامیک موج پیچیده 2002 در فیلم های نازک. Elsevier. Google Scholar

Claudin ، P. ، Durán ، O. & Andreotti ، B. 2017 بی ثباتی انحلال و انتقال سخت. J. Fluid Mech. 832 ، R2 . crossrefgoogle Scholar

Cohen ، C. ، Berhanu ، M. ، Derr ، J. & Du Pont ، S. C. 2020 انحلال شناور محور بلوک های شیب دار: میزان فرسایش و تشکیل الگوی. فیزیکFluids 5 (5) ، 053802 . CrossrefGoogle Scholar

Cross ، M. & Hohenberg ، P. C. شکل گیری الگوی 1993 در خارج از تعادل. Rev. Mod. فیزیک65 (3) ، 851 . CrossRefGoogle Scholar