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Numerical resolution of a mono-disperse model of bubble growth in magmas

机译：岩浆中气泡生长的单分散模型的数值分辨率

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摘要

Growth of gas bubbles in magmas may be modeled by a system of differential equations that account for the evolution of bubble radius and internal pressure and that are coupled with an advection-diffusion equation defining the gas flux going from magma to bubble. This system of equations is characterized by two relaxation parameters linked to the viscosity of the magma and to the diffusivity of the dissolved gas, respectively. Here, we propose a numerical scheme preserving, by construction, the total mass of water of the system. We also study the asymptotic behavior of the system of equations by letting the relaxation parameters vary from 0 to ∞, and show the numerical convergence of the solutions obtained by means of the general numerical scheme to the simplified asymptotic limits. Finally, we validate and compare our numerical results with those obtained in experiments.
机译：岩浆中气泡的生长可以通过微分方程组建模，该方程组解释了气泡半径和内部压力的演变，并与对流扩散方程定义了从岩浆到气泡的气体通量。该方程组的特征在于两个松弛参数，分别与岩浆的粘度和溶解气体的扩散率有关。在这里，我们提出一种数值方案，通过构造来保留系统的总水量。我们还通过使松弛参数从0变到∞来研究方程组的渐近行为，并显示了通过一般数值方案获得的解到简化的渐近极限的数值收敛。最后，我们验证数值结果并将其与实验中获得的结果进行比较。

著录项

  • 来源
    《Applied Mathematical Modelling》 |2012年第12期|p.5936-5951|共16页
  • 作者

    L. Forestier-Coste; S. Mancini; A. Burgisser; F.James;

  • 作者单位

    Federation Denis Poisson (FR 2964). MAPMO (UMR 7349), BP. 6759, Universite d'Orleans and CNRS, F-45067 Orleans, France;

    Federation Denis Poisson (FR 2964). MAPMO (UMR 7349), BP. 6759, Universite d'Orleans and CNRS, F-45067 Orleans, France,lnstitut des Sciences de la Terre d'Orleans, CNRS/INSU, Universite d'Orteans, Universite Francois Rabelais-Tours, 1A rue de la Ferolerie, Orleans, F-45071 cedex 2, France;

    lnstitut des Sciences de la Terre d'Orleans, CNRS/INSU, Universite d'Orteans, Universite Francois Rabelais-Tours, 1A rue de la Ferolerie, Orleans, F-45071 cedex 2, France;

    Federation Denis Poisson (FR 2964). MAPMO (UMR 7349), BP. 6759, Universite d'Orleans and CNRS, F-45067 Orleans, France;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    coupled ode system and diffusion equation; mass preserving scheme; bubble growth;

    机译：耦合的ode系统和扩散方程;大规模保存方案;泡沫增长;

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