Симуляции жидкостей и углеродное хранение

02.08.2025

Современная наука активно ищет эффективные методы улавливания и хранения углекислого газа, чтобы снизить темпы глобального потепления. Одним из перспективных направлений является закачка CO2 в подземные пористые породы. Однако поведение жидкостей в таких условиях остается сложно прогнозируемым, особенно когда они обладают разной вязкостью. Исследователи с Тайваня предложили необычный, но многообещающий способ улучшения этого процесса - через моделирование сложных жидкостных взаимодействий.

Группа ученых под руководством Чи-Чиана Чоу и Чин-Яо Чена сосредоточила внимание на межфазной динамике, известной как нестабильность Сафмана-Тейлора. Это явление возникает, когда более вязкая жидкость вытесняется менее вязкой, что приводит к формированию характерных вытянутых структур, напоминающих пальцы. Эти образования могут существенно повлиять на то, как жидкости проникают в пористые материалы, включая подземные геологические пласты.

Чтобы изучить этот процесс, тайваньские ученые использовали усовершенствованную модель Кана-Гиллиарда-Геле-Шоу. Она позволила смоделировать поведение жидкостей в замкнутом объеме с высокой степенью детализации. Особенно интересными оказались результаты симуляций, в которых чередование вязких и менее вязких жидкостей происходило с четкой ритмичностью. Это вызвало появление концентрических узоров, похожих на красочные фейерверки, где каждый следующий "пальцеобразный" всплеск повторял форму предыдущего.

Такой "контролируемый хаос" оказался не просто визуально впечатляющим. Он продемонстрировал, что при точной настройке ритма впрыска можно предсказуемо управлять формой и количеством образующихся структур. Это открывает путь к более надежному прогнозированию и управлению процессом закачки CO2 в подземные породы, где важна максимальная стабильность и эффективность.

Одной из главных трудностей при хранении углекислого газа является его слабая смешиваемость с водой, присутствующей в породах. Нестабильные взаимодействия на границах жидкостей могут привести к утечкам или неравномерному распределению газа. Новая симуляция показывает, что чередование различных жидкостей помогает создавать слоистые структуры, препятствующие таким рискам.

Для расчетов команда использовала передовые численные методы - в частности, метод Рунге-Кутта третьего порядка и компактные схемы конечных разностей. Эти подходы обеспечили высокую точность в описании движения и взаимодействия жидкостей. Кроме того, результаты симуляции были подтверждены лабораторными наблюдениями, что придает разработанной модели дополнительную достоверность.

<< Назад: Пылесос-швабра Haier RHXG-H1 02.08.2025

>> Вперед: Сверхкарликовый рис для астронавтов 01.08.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Новый чипсет для аудиоусилителей класса D 15.06.2007 Новое решение IR на 50% снижает площадь печатной платы в аудиоусилителях класса D мощностью до 500 Вт и вдвое уменьшает требуемое число силовых ключей. Чипсет ориентирован на применение в аудиоусилителях средней и высокой мощности для домашних кинотеатров, музыкальных инструментов, профессиональных усилителей и автомагнитол. Применение драйвера ключей верхнего и нижнего уровней IRS20955(S)(TR)PBF исключает из схемы до 27 внешних компонентов. Высокий уровень защиты обеспечивается интегрированной программируемой двунаправленной токовой ОС с возможностью автоматической переустановки, что позволяет высоковольтной ИС определять точное текущее положение на диаграмме цикла переключения и оптимизировать работу контура защиты по току. Интегрированные в ИС функции защиты экономят до 11 компонентов схемы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025