تدفق تيار الجاذبية في وسط مسامي فوق طبقة فاصلة: تأثير التشتت والصرف الموزع

مدفوعًا بتدفقات الاعتماد على الطفو داخل التشكيلات الجيولوجية، ندرس تطور تيار جاذبية (كثيف) في وسط مسامي مقسوم بواسطة طبقة فاصلة رقيقة. يعاني تيار الجاذبية من صرف موزع على طول هذه الحدود ذات النفاذية المنخفضة. تأخذ وصفتنا النظرية لهذا التدفق في الاعتبار تبادل الكتلة التشتتية مع السائل المحيط من خلال اعتبار تطور المراحل الكلية والمشتتة لتيار الجاذبية. بدورنا، نقوم بنمذجة الصرف القاعدي من خلال اعتبار حدين نهائيين، أي عدم المزج مقابل المزج المثالي في الطبقة السفلية. يتم تقييم صياغاتنا من خلال مقارنة توقعات النموذج مع نتائج محاكاة عددية مكملة تمت باستخدام COMSOL. تعتبر النتائج العددية ضرورية لتحديد قيمة معامل الإدخال المستخدم في نظريتنا ولتقييم معقولية الافتراضات الرئيسية لنمذجة. تشير نتائجنا إلى أن درجة التشتت تعتمد على زاوية الانحدار وعمق ونفاذية الطبقة الفاصلة. كما نجد أن توقعات موضع الأنف التي وضعتها نماذجنا النظرية دقيقة إلى حد معقول حتى النقطة التي يتوقع فيها نموذج عدم المزج تقليص جبهة تيار الجاذبية. بعد ذلك، يتنبأ نموذج عدم المزج بشكل تحت تقدير ملحوظ، ويتنبأ نموذج المزج المثالي بشكل مفرط معتدل بالبيانات العددية. تم تقديم أسباب لفشل نموذج عدم المزج، مع تسليط الضوء على أهمية عدم الاستقرار الحراري في الطبقة السفلية. يتم تقديم رسم بياني للنظام يحدد المنطقة البارامترية حيث تصنع نماذجنا النظرية توقعات أو لا تصنع توقعات تتفق جيدًا مع المحاكيات العددية.