The effect of dispersion on the stability of density-driven flows in saturated homogeneous porous media     

Jude L. Musuuza  Florin A. Radu  Sabine Attinger 《Advances in water resources》2011,34(3):417-432

This work is a continuation of Musuuza et al. [37] in which a stability criterion for density-driven flow in a saturated homogeneous medium was derived. The criterion predicted the stability of a system as a function of the density and viscosity contrasts, the magnitude of the flow velocity and the concentration gradients for flow aligned orthogonal to gravity. It could not accurately predict stability transition with increasing velocity, a failure we attributed to dispersion effects that were not included. Small-scale dispersion and molecular diffusion, the main stabilising mechanisms in homogeneous media can stabilise flow if the instability wavelengths are below a certain cutoff. The width of the mixing zone is also central in controlling the range of wavelengths that persist into fingers. We propose a method of quantifying the cutoff wavelength and the width of the mixing zone, which are incorporated into the earlier criterion as constituents of the dispersive part. The earlier criterion is reformulated in terms of the Rayleigh number and with the dispersive part added, we attempt to predict the number of fingers formed which is directly related to the physical stability of the system. The inclusion of the Rayleigh number and dispersion into a single stability criterion provides new insight in the way dispersion affects vertical flow systems. Stability numbers computed with the new criterion are in reasonable agreement with numerical simulations for a range of physical variables. The numerical computations are performed with the software package d³f, which uses the cell-centred finite volume and the implicit Euler methods for the spatial and temporal discretisations, respectively. The admission of the density and dispersivities as inputs into the criterion makes it usable in practical problems.  相似文献   

A Discussion on Dynamic Characteristics of Undisturbed Loess by Dynamic Triaxial Test     

Zhang Lirong~  Shi Yucheng~  Qiu Gongrong~  Liu Kun~ 《中国地震研究》2011,25(3):352-357

Based on the dynamic triaxial test system and using the fitted wave of the Wenchuan earthquake and 1 Hz constant amplitude sinusoid,the paper compares the results of tests on undisturbed loess samples under different loads and vibration modes but under same saturated conditions.Results of the comparative experiment show:The stress-strain curves have a similar trend under random seismic loading and constant amplitude sinusoidal loading,but the random seismic loading is more sensitive to failure strength of the undisturbed loess samples under the same stress.  相似文献   

基于Ferry Borges理论的地震与重卡车作用下桥梁内力的组合问题     

孙得璋  孙柏涛  George C. Lee 《地震工程与工程振动》2011,31(6):18-23

目前的AASHTO LRFD桥梁规范主要考虑重力荷载和卡车等活荷载的组合情况,而没有在概率基础上考虑地震等极端荷载的组合问题.包括LRFD在内的很多桥梁抗震规范都是主要考虑地震的作用,甚至设计时不考虑其他荷载的作用,LRFD设计指导手册中在考虑地震等极端荷载时,也只是提到在特殊情况和桥梁比较长的情况下再考虑卡车的作用,...  相似文献   

平稳随机激励下随机结构非线性动力响应分析     

刘杨  孟焕陵 《地震工程与工程振动》2011,31(1):1-5

为了在结构强震灾变过程模拟中正确反映结构参数的随机性并准确界定结构失效模式,提出一种平稳随机激励下随机结构非线性动力响应分析的简化方法.首先运用点估计法将复合非线性随机系统转化为一系列平稳随机激励下的确定性非线性结构,然后再应用成熟的等效线性化方法计算出平稳随机激励下非线性结构动力响应的各阶矩.文末进行了算例分析与验证...  相似文献   

地下水动态多尺度地震预测技术初探     

张素欣  盛艳蕊  单连君  张子广  张秀萍 《华北地震科学》2011,(4):1-6

针对华北地区40多年的地下水动态资料,分别依据从月均值、日值、分钟值等不同尺度资料中提取的具有可重复的代表不同时间特征的异常信息,进行多级地震预测研究.研究结果表明,华北中强地震之前区域地下水存在10年准周期特征,周期的上升和高值段可作为长趋势异常变化,在上升(或高值)趋势变化背景上存在3年左右的中短期下降异常变化,在...  相似文献   

双相各向同性介质弹性波高精度波场分离数值模拟方法     

陈可洋 《内陆地震》2011,25(3):215-228

为了便于研究双相介质固流相混合弹性波场中纵横波波场的传播规律,提出了基于交错网格的Biot双相各向同性介质弹性波动方程高精度波场分离正演数值模拟方法.采用高阶交错网格有限差分法来构建一阶双曲型双相各向同性介质弹性波动方程正演算子实现波场正演,并在每一步递推过程中,分别计算出同相和流相分量相应的散度场(纯纵波场)和旋度场...  相似文献   

基于Hilbert-Huang变换和随机减量技术的模态参数识别   总被引：2，自引：0，他引：2  

韩建平  李林  王洪涛  钱炯 《世界地震工程》2011,27(1)

傅里叶分析的信号处理方法对非线性、非平稳信号的处理能力差,传统的模态参数识别方法也存在阻尼比识别精度不高的问题。基于Hilbert-Huang变换和随机减量技术提出了一种新的、实用的模态参数识别方法,首先对结构振动信号进行滤波处理和经验模态分解,得到若干阶本征模态响应,然后利用随机减量技术提取自由衰减响应,进而由Hilbert-Huang变换得到信号的瞬时特性,最后结合模态识别的基本理论识别结构的模态频率和模态阻尼比。为了验证这一方法的有效性,对12层钢筋混凝土框架模型振动台试验一测点的加速度记录进行了处理,识别了模态参数,识别结果与其它识别方法及有限元分析结果的对比表明该方法识别模态频率是可靠的,而模态阻尼比识别的精准性仍然难以确认。  相似文献   

随机弹性介质中地震波散射衰减分析(英文)   总被引：2，自引：0，他引：2  

刘炯  魏修成  季玉新  陈天胜  刘春园  张春涛  戴明刚 《应用地球物理》2011,8(4):344-354

地震波衰减一直是许多学科研究的热点,因为可以反映介质的特性。导致地震波衰减的因素很多,如:传播过程中由于能量扩散导致的几何衰减,固体岩石内部晶粒间相对滑移导致的摩擦衰减,岩石结构不均匀引起的地震波散射衰减。本文主要从统计的观点出发,通过多次数值模拟的方法研究纵波散射在随机弹性介质中所引发的衰减。首先用随机理论建立了二维空间随机弹性介质模型,然后用错格伪谱法的数值方法模拟了波在随机介质中的传播,再通过波场中虚拟检波器的记录,用谱比法估计了弹性波在随机介质中的散射衰减。不同非均匀程度随机弹性介质中的数值结果表明:介质不均匀程度越高,散射衰减越大;在散射体尺寸小于波长的前提下,不同散射体尺寸的计算结果说明:散射体尺寸越大,弹性波衰减越明显。最后提出了一种不均匀孔隙介质中流体流动衰减的方法。通过对随机孔隙介质中地震波的总衰减和散射衰减分别进行了计算,并定量得出了随机孔隙介质中流体流动衰减,结果表明:在实际地震频段下,当介质不均匀尺度101米量级时,散射衰减比流体流动衰减要大,散射衰减是地震波在实际不均匀岩石孔隙介质中衰减的主要原因。  相似文献   

浙江八面山新型萤石矿床矿石类型   总被引：1，自引：1，他引：0  

徐少康  夏学惠  闫飞  严生贤  郑兴泉 《化工矿产地质》2011,33(3):143-154

浙江八面山萤石矿床有4个成矿期次,第2次为蚀变作用,其它三次为热液作用.第1次成矿作用形成的矿石有7大类型,色深(黑灰、深灰)、普遍含碳泥质、金属矿物和粘土矿物出现概率较高.第2次成矿作用形成的矿石有两种,色浅(绿灰、灰白)、符山石和斜长石含量较高、不合金属矿物和碳泥质.第3次成矿作用仅形成了黑灰、黑色铁质含量高的纹层...  相似文献   

基于小波变换的海洋平台损伤检测研究     

林裕裕  王典鹤  王树青  王森 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2011,(Z1):413-419

当结构物产生损伤时,结构的动力特性会发生变化,从而引起结构振动响应产生相应的变化。小波变换是奇异性信号的良好检测工具,可以用于识别结构损伤的发生。建立了某海洋平台有限元模型,得到了随机海浪作用下不同损伤工况的结构振动响应。基于小波变换损伤检测,针对不同类型杆件损伤、不同位置杆件损伤、不同程度的噪声污染以及不同方向振动响应信号情况下,分别研究了海洋平台结构的损伤检测问题,得到了一些有用的结论。  相似文献