Научная статья на тему 'Взаимодействие стабилизирующих и дестабилизирующих факторов и бифуркации фронтов фазового раздела в геотермальных системах'

Взаимодействие стабилизирующих и дестабилизирующих факторов и бифуркации фронтов фазового раздела в геотермальных системах Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
30
6
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ / УСТОЙЧИВОСТЬ / ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Ильичев Андрей Теймуразович, Цыпкин Георгий Геннадьевич

Исследовано взаимодействие дестабилизирующего и стабилизирующего эффектов в геотермальной системе с фиксированным перепадом давлений по вертикали в зависимости от толщины низкопроницаемого слоя и его проницаемости в предположении малости конвективного переноса энергии по сравнению с кондуктивным. Проанализировано взаимодействие неустойчивости, вызываемой положением тяжелой жидкости над легкой (гидростатической неустойчивости), с одной стороны, и стабилизации потоком через поверхность фазового перехода, низкой проницаемостью и градиентом температуры с другой.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Ильичев Андрей Теймуразович, Цыпкин Георгий Геннадьевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Interaction of stabilizing and destabilizing factors and bifurcationsof phase transition fronts

We study the competition between the Rayleigh-Taylor instability and stabilization by the vertical flow through the boundary of phase transition in geothermal systems in dependence of thickness of the low-permeability layer and permeability for fixed pressure drop and homogeneous conditions at the instant borders of the low-permeability layer. This competition becomes apparent by non-uniqueness of localization of plane phase transition fronts, at least one of which is always unstable. The multiple fronts appear as a result of bifurcation from the unique stable front. In a neighborhood of the bifurcation point dynamics of a narrow band of weakly unstable and weakly nonlinear modes is described by one form of the nonlinear Kolmogorov-Petrovsky-Piscounov equation (KPP).

Текст научной работы на тему «Взаимодействие стабилизирующих и дестабилизирующих факторов и бифуркации фронтов фазового раздела в геотермальных системах»

УДК 532.546

Взаимодействие стабилизирующих и дестабилизирующих факторов и бифуркации фронтов фазового раздела в геотермальных системах

© А.Т. Ильичев1, Г Г. Цыпкин2

1 Математический институт им. В. А. Стеклова РАН, Москва 119991, Россия.

2 ИПМех им. Н.Ю. Ишлинского РАН, Москва 119526, Россия.

Исследовано взаимодействие стабилизирующего и дестабилизирующего эффектов в геотермальной системе с фиксированным перепадом давлений по вертикали в зависимости от толщины низкопроницаемого слоя и его проницаемости в предположении малости конвективного переноса энергии по сравнению с кондуктивным. Проанализировано взаимодействие неустойчивости, вызываемой положением тяжелой жидкости над легкой (гидростатической неустойчивости), с одной стороны, и стабилизации потоком через поверхность фазового перехода, низкой проницаемостью и градиентом температуры — с другой.

Ключевые слова: геотермальные системы, фазовые переходы, устойчивость.

Введение. В ряде геотермальных систем (таких, например, как Лардерелло в Италии, Гейзеры в США, Матсукава в Японии) слой воды находится в пористой среде над слоем пара [1]. Это означает, что область, занятая тяжелой жидкостью, может устойчиво находится над областью легкой жидкости. При изменении параметров возможна дестабилизация физической системы, которая в случае несмешивающих жидкостей вызывает неустойчивость Рэлея — Тейлора [2]. Однако в рассматриваемом случае поверхность фазового перехода, разделяющая воду и пар, не является классической поверхностью раздела двух жидкостей: она, прежде всего, допускает переток массы и на ней могут действовать стабилизирующие механизмы термодинамического характера, связанные с изменением температуры, давления и т. д. [3].

Впервые возможность устойчивой конфигурации вода — пар в геотермальной системе была теоретически показана в работе [3]. При этом движение фаз в основном вертикальном потоке, подлежащем исследованию на устойчивость, отсутствовало в силу выбранных граничных условий. В работах [4-6] такое движение фаз допускалось. Возникает оно при условии движения воды и пара через верхнюю и нижнюю границы геотермального резервуара.

Течения в геотермальном резервуаре при отсутствии гравитации и постоянстве температуры фазового перехода для различных условий на

верхней границе геотермального слоя рассмотрены в работе [7]. Неустойчивость Рэлея — Тейлора в этом случае не имеет места, и положение поверхности фазового перехода при однородных условиях на верхней границе (заданы постоянные давление и температура) единственно для фиксированных физических параметров.

В работах [8, 9] показано, что при изменении физических параметров может возникнуть бифуркация поверхности фазового перехода типа точки поворота, когда происходит рождение или исчезновение пары поверхностей, одна из которых подвержена длинноволновой неустойчивости через дестабилизацию возмущением с нулевым волновым числом. В этом случае эволюция узкой полосы слабонелинейных волн вблизи порога неустойчивости описывается вещественным диффузионным уравнением Колмогорова — Петровского — Пискунова с невырожденной квадратичной нелинейностью в случае общего положения [10].

В настоящей работе при фиксированном перепаде давления и однородных условиях на верхних границах низкопроницаемого горизонтального слоя изучается конкуренция неустойчивости Рэлея — Тейлора и стабилизации вертикальным течением через границу фазового перехода вода — пар в геотермальных системах в зависимости от толщины низкопроницаемого слоя и проницаемости. Эта конкуренция проявляется в неединственности локализации стационарных плоских фронтов фазового перехода, по крайней мере один из которых всегда неустойчив. Множественные фронты возникают в результате бифуркации из устойчивого фронта. В окрестности точки бифуркации динамика узкой полосы слабонеустойчивых и слабонелинейных мод описывается одной из форм нелинейного диффузионного уравнения Колмогорова — Петровского — Пискунова.

Постановка задачи. Рассмотрим течения, реализующиеся в высокотемпературных геотермальных резервуарах. Пусть резервуар состоит из двух высокопроницаемых горизонтальных слоев, разделенных слоем низкопроницаемой породы — горизонтальной полосой бесконечной протяженности: -да < х < да, 0< г < Ь, с осью 2, направленной вертикально вниз (рис. 1). Верхний I и нижний II высокопроницаемые слои заполнены соответственно водой и паром. Внутри слоя низкопроницаемой породы находится поверхность фазового перехода, разделяющая области 1 и 2, занятые соответственно водой и паром.

Процессы тепломассопереноса в геотермальных системах описываются в рамках равновесной термодинамики и подчиняются законам сохранения массы и энергии, закону Дарси для воды и пара, уравнениям состояния. Предполагается, что вода и пар несжимаемы.

Рис. 1. Схема геотермальной системы:

I — высокопроницаемая область {г < 0, -ю < х < ж}; II — то же { г > Ь, -ю < х < ю}; 1 — низкопроницаемая область {0 < г < А + -ю < х <ю}, занятая водой; 2 — то же {А +т < г < Ь, -ю < х < ю}, занятая паром

-г = Ь

II

Система основных уравнений в двух областях низкопроницаемой породы, разделенных поверхностью, имеет вид:

к

V] =0, Vj =--(гаё Р -рjge2 );

/

(рС)2,1 дТ + р]с]Vj Бгаё Т = (Лу §гаё Т); (1)

дt

ЛЛ,2 = mЛj + (1 - ш)Л8, (рС)2,1= mрjCj + (1 - т)рС, j = V, м.

Здесь V j — вектор скорости фильтрации; к — проницаемость; / — вязкость; Р — давление; р — плотность; g — ускорение свободного падения; е 2 — орт оси г; С — теплоемкость; Т — температура; Л^ — теплопроводность; т — пористость; м, V, ^ — индексы воды, пара и скелета пористой среды соответственно.

Условия на границе раздела между областями воды и пара сформулируем как условия на поверхности термодинамически равновесного фазового перехода 2 = И + / (где / = г/^, х) — отклонение поверхности раздела фаз) [5], т. е.

тГ1 -ЩУп = /р(§гаёР)п +-/(вгаё Р)п- + к Г и р2 ^

Л „ ¡Лм Pv

+-рwg

1 - 2 V и рм )

(ег)п;

тцрмУп = Л- (§гаё Т)п- - Л+ (§гаё Т)п + -

- / [ Р)п --р^ е )п ];

Р В

Т+ = Т-, Р+ = Р-, 1п — = А + — + Ра Т-

А = 12,512; В = -4 611,73 К.

(2)

Здесь величины, относящиеся к области пара, имеют индекс «+», а к области жидкости — «-»; Ра — атмосферное давление; V — скорость, нормальная к области поверхности фазового перехода.

Граничные условия на плоских границах между низко- и высокопроницаемыми слоями имеют вид

г = 0: Р = Р0, Т = Т0; г = Ц: Р = Р0, Т = Т0. (3)

При достаточно низких значениях проницаемости в уравнении теплопроводности можно пренебречь конвективным теплопереносом по сравнению с кондуктивным [5]. Полагая соответствующие конвективные члены в уравнении теплопроводности равными нулю, перепишем уравнения (1) в виде

дТ

АР = 0; — = аиДТ, 0< г < И и И < г < Ц;

Ы

С1\,2

Я

(рС )1,2

. д2 д2 Д =-т +

(4)

дг дх

2

Будем считать, что эффективные теплоемкость и теплопроводность определяются только соответствующими параметрами пород, т. е. Л\,2 = Я, а\ 2 = а. Последнее является хорошим приближением в

случае малой пористости, реализуемой в геотермальных системах.

Вертикальные течения. При условии пренебрежения конвективным теплопереносом из выражений (2)-(4) следует, что распределения давления и температуры имеют следующий вид [5]:

Р* - Р0 Т* - Т0

Р.- = Р0 + —-0г; Т— = Т0 + V 0 г;

Р0 - Р*

Р+ =-* г +

+ Ц - И

И

1Л - ИР0 Ц - И

И

_ Т0 -Т* ЦТ*-ИТ0 Т+ =-— г + -

(5)

Ц - И

Ц - И

где Р*, Т* — давление и температура на поверхности раздела соответственно.

Подставляя выражения (5) в условия (2), получаем уравнения для определения равновесных давления Р* и температуры Т*, а также положения поверхности раздела И :

А ру Р0 -Р* Р*-Р0

А р к Ц - И

И

1 -

А рР

А р1

= 0;

Я Т0 - Т* Т* - Тр + кдр„

Ц - И

И

А

Р*- Р0 И

= 0;

Выражая из первых двух уравнений давление и температуру и подставляя их в третье уравнение, находим уравнение для определения положения поверхности фазового перехода:

где G (Н) — трансцендентная функция [5]; Н = И / Ц.

Уравнение (6) имеет один или три корня (с учетом кратности), а следовательно, для фиксированных значений физических параметров существует одна или три поверхности фазового перехода.

Устойчивость вертикальных течений. Представим решение задачи (2)-(4) для каждого низкопроницаемого слоя в виде

где г = И + х) — уравнение поверхности фазового перехода.

Решение (7) является возмущением решения (5), описывающего вертикальный поток. Считая, что давление и температура на верхней и нижней горизонтальных границах низкопроницаемого слоя не возмущаются, после подстановки (7) в (2)-(4) получаем систему уравнений с граничными условиями на возмущения Р± (г), Т± (г). Решение этой системы определяет глобальное по времени поведение возмущенного потока, в частности, как сильно он отклоняется от невозмущенного. В связи с этим можно говорить об устойчивости или неустойчивости вертикального течения. В силу того факта, что решение нередуцированных уравнений с граничными условиями для возмущений практически невозможно, имеет смысл рассматривать линейную устойчивость вертикального потока по отношению к малым возмущениям, а также пытаться учесть влияние нелинейности на эволюцию этих возмущений.

Для линейной (или нормальной) устойчивости характерен экспоненциальный рост или убывание малых возмущений:

Р± (г, х, г) = 8Р± (г)ехр(';? х + 0); Т± (г, х, г) = 8Т± (г)ехр(гкх + 0);

что удовлетворяет линеаризованным вокруг вертикального течения (5) граничным условиям и уравнениям (2)-(4).

Поведение возмущений (8) (их рост или убывание) определяется ветвями дисперсионных кривых вида

G (Н ) = 0,

(6)

Р± (¿, х, г) = Р± + Р± (г, х, г), Т± (г, х, г) = Ц + Т±(Г, х, г); V = V (Г, х ) = {0,0, дц/ д^,

(7)

х) = т) ехр(1/? х + ог),

(8)

L-2 л

о = о(к), о = —о, к = Ьк a

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

при вещественных волновых числах к [5].

Взаимодействие стабилизирующего и дестабилизирующего факторов. Рассмотрим геотермальный резервуар со следующими параметрами:

3 .

Иъ = 1,478 • 10"4 Па • с; ¡лу =1,587-10"5 Па • с; ръ = 888,66 кг/м ру =4,83 кг/м3 ; q = 2,04-106 Дж/кг; Т0 = 450 К;

Т0 = 538,96 К; Р0 = 106 Па; Р0 = 3,62 406 Па;

Л, =2 Вт/(м • К); Л =0,5 8 Вт/(м • К);

Л = 0,033 Вт/(м • К); g = 9,8 м/с2; т = 0,1; р, = 2,5 • 103 кг/м 3 ; С, = 103 Дж/(кг • К); Съ =4,39• 103 Дж/(кг• К); Су = 1> 103 Дж/(кг• К);

с переменной проницаемостью к и толщиной Ь.

Зафиксируем сначала проницаемость и будем менять толщину низкопроницаемого слоя. На рис. 2 изображена бифуркационная кривая Н(Ь) при к = 6 • 10"17 м2.

При толщинах низкопроницаемого слоя Ь < 400 м имеется один устойчивый фронт фазового перехода. В точке Ь « 400 м (точка 2 на рис. 2) возникает еще пара фронтов, один из которых (темные точки) неустойчив для возмущений, имеющих волновые числа в окрестности нуля (длинноволновые возмущения). На пороге не-Рис. 2. Зависимость положения Н устойчивости центрального фронта фронта фазового перехода от тол- эта пара сливается и при Ь < 400 м щины Ь низкопроницаемого слоя перестает существовать. При даль-в пютермял^сш резервуяре щж нейшем увеличении толщины низкопроницаемого слоя в точке Ь « 402 м (точка 1 на рис. 2) пара фронтов фазового перехода пропадает и остается один устойчивый фронт.

В окрестности точек бифуркации Ь « 400 и 402 (Н « 0,789 и

0,655 соответственно) поведение гармонических возмущений неустойчивой и устойчивой поверхностей фазового перехода описывается дисперсионными кривыми для волновых чисел к, близких к нулю (рис. 3).

фиксированной проницаемости

k = 6 • 10-17 м2

а 0,15

0

-0,15

а б

Рис. 3. Дисперсионные кривые а(к) для двух фронтов вблизи точек бифуркации; а — в правой полуокрестности точки 2; б — в левой полуокрестности точки 1 (см. рис. 2)

В окрестности точек бифуркации 2 и 1 (г = Н + ег, е = I2/V2 = -)а /1, где V и )а — характерные длина волны и амплитуда соответственно) узкая полоса слабонеустойчивых мод описывается нелинейным диссипативным уравнением Колмогорова — Петровского — Пис-кунова [10]:

еа) + е2Рг*2 + е25/дххг* + е2аздТг* = 0. (9)

Здесь

1 Р0 Ъ ВЪ4 ВТ0 В

а г =---— + — + —т4--+-;

3 Н НР* Р* Т*2 НТ*2 НТ*

* г г = е1;

Рт 2 Н2 2 Н2 Р*2 Н2Р* НР*2 2 Р*2 Р* Т*3 + 2ВЪ4Т0 _ ВТ02 _ ВЪ4 + ВЪ5 + 2ВТ0 В ;

НТ*3 Н 2Т*3 НТ*2 Т*2 Н 2Т*2 Н 2Т: Ъз , ВЪ7

= — + X = е

Р Т2 1 * ^ *

х

I;

( = Ъ2 + ВЪ6 (Ог---1--—

3 Р Т 2

Г е12 ^

а коэффициент а3 = О(е).

Выражения для Е, ..., Е7 имеют вид

ГН /лкру

Е = ■

- Н ЦъРу - МуРЪ + Н ЦуРъ

Е = ГН/Лъру(Мъру - Муру"') ,

(НМъру + Муръ - НМуръ )2 '

Е = а(-1 + Н )НтМуМ (ру - ръ )

Е 2---;

к (Н Мъру + Муръ - Н Муръ )

(-1 + Н )Н {Г(-1 + Н+ [(-1 + Н )Мъру - НМуръ ]Е} Е3--;

3( Н Мъру + Муръ - Н Муръ )

Е = Г1НЛМ + (-1 + Н)kqрwЕ _ = kqрw [Е + (-1 + Н)Е1 ] Е4---Л-' 5---Л-'

_ (-1 + Н) (Г1(-1 + Н )НЛм + 3аНт^р™ + 3kqрwЕ2-HЛsмwЕ4) Е6---3Л-'

„ _ (-1 + Н) [Г1(-1 + Н)НЛМъ + Н2kqрwЕ - 3kqрwЕ3- НЛ^еА

Е7---,

где

Г = Р - НР() - Р + НР0 Г = Т0 - НТр - Т + НТ0 (-1 + Н )Н ; 1 (-1 + Н )Н ' С помощью масштабных преобразований

V V, X^рй• X, г^Р^1 г

\ \ \аГ I \аГ I

постоянные коэффициенты в уравнении (9) можно сделать равными ±1. Преобразованное таким образом уравнение (9) в окрестности точки 2 примет вид

<3г* ± * дV *2 пп\

— = ±г -г¿, (10)

дг дХ 2

а в окрестности точки 1 —

дг* , * дV *2 /ич

—-± +г2. (11)

В уравнении (10) знак «-» соответствует верхней устойчивой ветви, а «+» — средней неустойчивой ветви в правой полуокрестности точки 2, а в (11) знак «-» — соответствует нижней устойчивой

ветви, а «+» — средней неустойчивой ветви в левой полуокрестности точки 1 (см. рис. 2).

Зафиксируем теперь толщину Ь низкопроницаемого слоя и будем менять проницаемость к. На рис. 4, а изображена бифуркационная диаграмма при Ь = 400,2 м.

а б

Рис. 4. Зависимость положения Н фронта фазового перехода от проницаемости к низкопроницаемого слоя в геотермальном резервуаре при фиксированной толщине Ь = 400,2 м (а) и 400 м (б)

2

При к < 5,67 • 10-17 м имеется один устойчивый фронт фазового

-17 2

перехода. В точке к = 5,67 • 10 м возникают еще два фронта, один из которых (центральный) неустойчив для возмущений, имеющих волновые числа в окрестности нуля (длинноволновые возмущения). Существующий до бифуркации фронт остается устойчивым и после бифуркации и занимает низшее (соответствующее максимуму Н) положение. В достаточно малой окрестности этой точки все фронты фазового перехода находятся близко один к другому, так что динамика возмущений всех трех фронтов в этой окрестности, по-видимому, может быть описана единым модифицированным уравнением Колмогорова — Петровского — Пискунова [11]. Неустойчивым здесь также является центральный фронт фазового перехода.

На рис. 4, б изображена бифуркационная диаграмма при Ь = 400 м.

—17 2

При к < 6,03 • 10 м имеется один устойчивый фронт. При к =

—17 2

= 6,03 -10 м происходит бифуркация и рождается еще два плоских стационарных фронта фазового перехода. При увеличении проницаемости к имеем неустойчивый к длинноволновым возмущениям центральный фронт (точки •), устойчивый верхний фронт, соответствующий минимуму Н , а также нижний фронт фазового перехода, неустойчивый к гармоническим возмущениям и имеющий конечные

2

ненулевые волновые числа (точки ▲). При к « 6,535 • 10—17 м происходит дестабилизация верхнего стационарного фронта (точки ♦ ) фазового перехода. Механизм дестабилизации описан в работе [6] и проис-

ходит при к = да. При дальнейшем увеличении проницаемости левый конец бесконечного отрезка неустойчивых волновых чисел для к >0 и правый — для к <0 перемещается к точке к = 0 и область неустойчивых волновых чисел расширяется.

Обсуждение результатов. В работе [7] температура фазового перехода практически постоянна вдоль всего слоя, поэтому ее значение задано, а условие фазового перехода (последнее уравнение в системе (2)) не используется. Однако для больших толщин низкопроницаемого слоя и высоких градиентов давления перепад температуры фазового перехода может быть значительным. На рис. 5 приведен пример геотермальной системы, для которой перепад ЛТ « 65 К, а ЛТ/Т0 « 0,144. Поэтому использование условия фазового перехода играет существенную роль прежде всего при определении локализации фронта.

т, к

520 480 440

1 2 3 Р, МПа

Рис. 5. Зависимости температуры от давления: Т— (р_) — на поверхности фазового перехода; Т- (р-), Т+ (р£) — при Ь = 400 м

На примере локализации фронтов фазового перехода при различной толщине геотермального слоя и фиксированной проницаемости (см. рис. 2) рассмотрим механизмы образования фронтов основного вертикального течения в зависимости от конкурирующих механизмов дестабилизации Рэлея — Тейлора и стабилизации потоком флюида через поверхность фазового перехода.

На устойчивой ветви АВ бифуркационной диаграммы (рис. 6), вертикальная скорость отрицательна, т. е. пар втекает в воду и конденсируется. Значения скорости на ветви АВ находятся в интервале — 1,03• 10—10... —0,6• 10—1 м/с. Поток жидкости направлен вверх, и скорость жидкости является достаточной, чтобы компенсировать распространение воды вниз, против потока. При малой деформации результирующая поверхность фазового перехода направлена по потоку жидкости вверх, и неустойчивость Рэлея — Тейлора, связанная с проникновением воды в занимаемую паром область, не развивается.

На устойчивой ветви СО (см. ©®-1010,м/с рис. 6) вертикальная скорость воды положительна, т. е. вода течет вниз в область пара и испаряется. Ветвь СО соответствует значениям скорости 0,129 • 10-10 ...1,33 • 10-10 м/с. Поток жидкости направлен вниз, и более холодная вода, достигая поверхности фазового перехода, охлаждает ее, в результате чего Рис. 6. Бифуркационная диаграм-возмущенный фронт передвигается ма, соответствующая кривой на вверх в область более низких дав- рис. 2 лений. При этом гидростатическое

давление воды, вызывающее неустойчивость Рэлея — Тейлора, уменьшается и поверхность фазового перехода остается устойчивой. В этом случае фронт фазового перехода движется в сторону, противоположную направлению движения флюидов (что невозможно для поверхности раздела в случае двух несмешивающих жидкостей).

Наконец, на одной части ветви ВС бифуркационной диаграммы происходит конденсация пара (скорости воды и пара направлены вверх), а на другой — испарение воды (поток через фронт направлен вниз). Однако абсолютного значения скорости потока через поверхность фазового перехода недостаточно, чтобы компенсировать гидростатическую неустойчивость Рэлея — Тейлора, и соответствующие поверхности фазового перехода являются неустойчивыми, причем неустойчивость имеет длинноволновый характер.

В связи со сложностью основных уравнений и граничных условий динамику геотермальной системы можно описать только с помощью численного анализа. Поэтому при выборе достоверной численной схемы большое значение имеет аналитическое описание некоторых режимов. В частности, режимы в окрестности точек бифуркации В и С (см. рис. 6), которые описываются уравнением (9), могут служить для корректировки численных методов исследования уравнений (1)-(3).

Заключение. Таким образом, установлено, что особенности формирования поверхностей фазового перехода вертикальных течений в геотермальных системах при неизменных градиентах давления и температуры и различных проницаемостях и толщинах слоя связаны с взаимодействием дестабилизирующих и стабилизирующих факторов. К первым относится гидростатическая неустойчивость (вода находится над паром) или неустойчивость Рэлея — Тейлора, ко вторым — поток фаз через поверхность фазового перехода. Стабилизирующий фактор преобладает, когда модуль скорости на фронте имеет достаточно большое значение. Новая пара фронтов, один из которых обязательно неустойчив, возникает или пропадает при критическом

(минимальном при возникновении и максимальным при исчезновении) значении скорости потока на фронте.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты № 11-01-00335 и № 11-01-12051-офи-м-2011).

ЛИТЕРАТУРА

1. Grant M.A. Geothermal Reservoir Modeling. Geothermics, 1983, vol. 12, no. 4, pp. 251-263.

2. Дразин Ф. Введение в теорию гидродинамической устойчивости. Москва, Физматлит, 2005, 287 с.

3. Schubert G., Straus J.M. Gravitational Stability of Water over Steam in Vapor-dominated Geothermal System. J. Geoph. Res., 1980, vol. 85, no. B11, pp. 65056512.

4. Цыпкин Г.Г., Ильичев А.Т. Устойчивость стационарного фронта фазовых переходов вода-пар в гидротермальных системах. Докл. РАН, 2001, т. 378. №. 2, с. 197-200.

5. Tsypkin G.G., Il'ichev A.T. Gravitational Stability of the Water-Vapor Phase Transition Interface in Geothermal Systems. Transport in porous media, 2004, vol. 55, pp. 183-199.

6. Il'ichev A.T., Tsypkin G.G. Transition to Instability of the Interface in Geothermal Systems. European Journal of Mech. B.Fluids, 2005, vol. 24, pp. 491-501.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

7. Rubin A., Schweitzer S. Heat Transfer in Porous Media with Phase Change. Int. J. Heat Mass Transfer, 1972, vol. 15, pp. 43-60.

8. Il'ichev A.T., Tsypkin G.G. Catastrophic Transition to Instability of Evaporation Front in a Porous Medium. European Journal of Mech. B.Fluids, 2008, vol. 27, pp. 665-677.

9. Ильичев А.Т., Цыпкин Г.Г. Неустойчивости однородных фильтрационных течений с фазовым переходом. ЖЭТФ, 2008, т. 134, вып. 4(10), с. 815-830.

10. Ильичев А.Т., Цыпкин Г.Г. Слабонелинейная теория неустойчивости длинноволновых возмущений. Докл. Акад. Наук, 2007, т. 416, № 1, с. 96-104.

11. Ильичев А.Т., Цыпкин Г.Г. Классификация типов неустойчивости вертикальных течений в геотермальных системах. Труды Математического инта им. В.А. Стеклова, 2013, т. 281, вып. 2 (в печати).

Статья поступила в редакцию 21.02.2013

Ссылку на эту статью просим оформлять следующим образом:

А.Т. Ильичев, Г.Г. Цыпкин. Взаимодействие стабилизирующих и дестабилизирующих факторов и бифуркации фронтов фазового раздела в геотермальных системамх. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, вып. 2. URL: http://engjournal.ru/catalog/appmath/hidden/608.html

Ильичев Андрей Теймуразович — профессор кафедры «Высшая математика» МГТУ им. Н.Э. Баумана; ведущий научный сотрудник Математического института им. В.А. Стеклова РАН; д-р физ.-мат. наук; автор более 80 научных работ в области механики сплошной среды; сфера научных интересов: нелинейные волны, гидродинамическая устойчивость, теория фильтрации. e-mail: ilichev@mi.ras.ru

Цыпкин Георгий Геннадьевич — ведущий научный сотрудник Института проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН; автор около 100 научных работ в области механики сплошной среды; сфера научных интересов: теория фильтрации. e-mail: tsypkin@ipmnet.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.