裂隙多孔介质中的自然对流：数值研究

本研究旨在更好地理解裂隙对多孔介质中自然对流可能性的影响。为此，我们引入了一个存在裂隙时的密度驱动流的数学模型及其相应的数值近似。除了该问题的直接数值求解外，我们提出并实现了一种通过对线性化数值问题进行特征值分析来评估对流稳定性的新方法。结果表明，新方法在简单和复杂的裂隙构型中均与现有文献案例一致。与时间直接模拟相比，特征值方法的结果缺乏关于对流强度和稳态解的信息，但它们提供了关于解在初始平衡条件附近行为的详细（定量）信息。此外，无需求解时间相关问题使得该方法在计算上非常高效。最后，我们考察了多孔基质如何与裂隙网络相互作用以实现自然对流的问题：结果表明，多孔基质在使复杂裂隙网络能够发生对流方面起着关键作用，这使得仅基于裂隙网络的稳定性判据在适用性上存在一定局限性。