ИКД
5013 Информационная
карта диссертации
04 кандидатская
05 докторская
5418 Исходящий номер.
дата.
 
5715 Язык
диссертации
 русский
5715 Инвентарный
номер
 
5409 Дата защиты
 29  ноября 2002 г.
6444 Шифр научной
специальности
 01.02.05
7425 На соискание
степени
 дфмн
2061 Предствлено к защите:
61 Рукопись, в т.ч. научный доклад
52 Монография
43 Учебник
6147 Фамилия, Имя, Отчество соискателя
Мельник Олег Эдуардович 
Фамилия, инициалы
Ученая степень
Шифр научной специальности
6156 Научные руководители

6165 Официальные оппоненты
А. Б. В
Ю.П. Г. 
С.И. Л. 

6255

4662
дфмн
дфмн
дфмн

6453

4626

5733 Кол‑во томов
5742 Кол‑во стр.
1

Номер тома
Кол‑во стр.

5751 Приложений
5787 Источников

5778 Таблиц
5760 Иллюстраций

Сведения об организации, в совете которой проходила защита
2457 Код ОКПО

2934 Телефон

2394 Телефакс

2754 Город
Москва
1332 Сокращенное наименование министерства (ведомства)

7452 Шифр совета
Д. 501.001.89
2151 Полное наименование организации
Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова
2358 Сокращенное наименование организации
МГУ
2403 Код ВНТИЦ

2655 Адрес организации (индекс, республика, область, город, улица, дом)
119899, г. Москва, Воробьевы горы, главное здание МГУ
Сведения об организации, в которой работает соискатль
2988 Телефон

3087 Телефакс

2781 Город

2187 Наименование организации
Лабораториия общей гидродинамики НИИ Механики МГУ имени М.В. Ломоносова
2385 Сокращенное наименование организации

2682 Адрес организации (индекс, республика, область, город, улица, дом)

9045 Наименование диссертации
Гидродинамика вулканических извержений сильновязких газонасыщенных магм
9117 Реферат
Объект исследования и цель работы. Методы исследования и аппаратура. Теоретические и практические результаты и их новизна. Степень и эффективность внедрения. Область применения.
Актуальность темы: Работа посвящена построению методами механики многофазных сред моделей течения магмы в канале вулкана и исследованию динамики различных режимов вулканического     
извержения. Сильновязким газонасыщенным магмам соответствуют два типа извержения: эксплозивный (истечение газо‑пепловых струй из жерла вулкана) и экструзивный (медленное выдавливание     
лавовых куполов). Переход между этими режимами может происходить скачкообразно с изменением расхода на порядки величины в течение короткого времени, поэтому такие извержения     
представляют опасность для населения.    
    
Важность изучения вулканических извержений методами механики сплошных сред обусловлена отсутствием прямых методов наблюдения процессов, происходящих в земной коре, редкостью     
крупных вулканических извержений, необходимостью прогноза и определения степени опасности конкретных вулканов. Магма представляет собой объект, обладающий уникальными физическими     
свойствами: аномально большой, переменной вязкостью, наличием растворенного в ней газа, выделяющимся при подъеме, сложными физико‑химическими превращениями. При подъеме магмы     
по каналу в результате падения давления происходит изменение структуры потока от гомогенной жидкости до газовзвеси, сопровождающееся нуклеацией, ростом пузырьков, их частичным     
слиянием и разрушением образовавшейся пены.    
    
Работы по моделированию течения магмы в канале вулкана для случая эксплозивного извержения начались около 20‑ти лет назад, экструзивного ‑ в последние 10 лет, однако, последовательного     
и строгого изучения этого процесса с точки зрения механики многофазных сред не производилось. Построенные модели рассматривали извержение в сильно упрощенной постановке, не     
учитывая важных физических процессов. Результаты исследований не позволили объяснить широкий спектр наблюдаемых явлений.    
    
Таким образом, актуальность работы связана с необходимостью понимания механизмов вулканических извержений, интерпретации данных полевых наблюдений и оценки потенциальной опасности     
различных вулканов. К числу нерешенных проблем, в частности, относятся выявление механизмов перехода между экструзивными и эксплозивными извержениями, циклической активности     
вулканов, вулканических взрывов при экструзивных извержениях и другие.    
    
Целью работы является:    

Построение последовательных, замкнутых гидродинамических моделей течения магмы в канале вулкана с учетом современных данных о свойствах магмы, механизмах фазовых переходов     
и геометрии вулканических систем.     
Численное и аналитическое исследование динамики процесса с выявлением роли определяющих параметров.     
Выявление механизмов неустойчивости течений магмы для различных режимов извержений.     
Интерпретация данных полевых наблюдений на активных вулканах. Оценка параметров вулканических систем, не поддающихся непосредственному измерению.     
Научная новизна работы:    

Построены замкнутые гидродинамические модели течения магмы в канале вулкана для различных режимов извержения.     
Развита теория течений многофазных сред для описания нового класса течений среды с аномальными свойствами: аномальной большой вязкостью, сильно зависящей от состава магмы,     
сложными физико‑химическими превращениями, большими перепадами давлений.     
Предложен механизм фрагментации сильновязких пузырьковых жидкостей за счет набора избыточного давления в растущих пузырьках. Для описания этого процесса введен новый тип разрыва     
‑ волна дробления.     
Показано, что при определенных условиях решения стационарных краевых задач по определению расхода магмы могут быть неединственными, что может приводить к скачкообразному изменению     
расхода магмы при плавном изменении параметров системы. Вскрыты механизмы, отвечающие за подобную неединственность решения.     
Исследованы переходные процессы между стационарными режимами, показана возможность циклических колебаний расхода магмы во времени, наблюдаемая на многих извержениях.     
В результате параметрического исследования впервые даны объяснения ряду наблюдаемых явлений, включая: механизм переходов между эксплозивными и экструзивными режимами извержения,     
причину приповерхностных землетрясений и деформаций земной поверхности при экструзивных извержениях, циклический характер извержений.     
Оценены параметры вулканических взрывов, возникающих за счет обрушения лавового купола. Показано сильное влияние интенсивности массообмена и механизма фрагментации на динамику     
потока на выходе из канала.     
Научная и практическая ценность работы состоит в построении методами механики сплошных сред последовательной теории эксплозивных и экструзивных извержений и разработке численных     
и аналитических методов из исследования. На основе результатов расчетов получены оценки для параметров вулканических систем для конкретных вулканов. Созданы программные продукты,     
которые в настоящее время используются для анализа динамики конкретных вулканических извержений.    
    
Защищаемые положения.    

    
Модели течения газонасыщенных магм в канале вулкана для случая эксплозивного и экструзивного извержения.     
Критерий фрагментации сильновязких пузырьковых жидкостей в волне дробления.     
Механизм перехода от экструзивных извержений к эксплозивным и обратно.     
Механизм циклического изменения расхода в процессе экструзивного извержения, связанный с кристаллизацией магмы при подъеме.     
Методика оценки параметров конкретных вулканических систем на основе их моделирования.     
Перечисленные положения позволяют сформулировать основной результат работы как создание новой гидромеханической теории динамики вулканических извержений.
5436
Фамилия, инициалы
Должность
Уч. степень
Подпись МП
Руководитель организации
6111 
6311 
6210   кархн

Председатель
диссертационного совета
6264 
6320 
6462   кархн

5634 Индексы УДК
7434 Дата
7506 Входящий номер

5616 Коды тематических рубрик

5643 Ключевое слово