Аннотация:В настоящее время все большую популярность завоевывают альтернативные источники энергии, которые являются возобновляемыми и экологически чистыми. Один из таких источников – это глубинное тепло Земли, которое используется почти в 80 странах мира. Внутри Земли имеется геотермический градиент, направленный к ядру, так что температура земной коры и мантии на глубине нескольких километров достигает 450-550 К. Под действием геотермического градиента в подземных водах может возникать тепловая гравитационная конвекция. Из-за содержания в воде примеси солей и наличия концентрационных градиентов может развиваться также концентрационная конвекция. Оценки показывают, что в слоях толщиной в десятки метров концентрационно-конвективное течение может быть существенно интенсивней чем течение, обусловленное геотермическим градиентом. В этом случае тепловой конвекцией можно пренебречь и рассматривать только концентрационную конвекцию.
В представленной работе исследуются численно концентрационно-конвективные течения двухкомпонентной жидкости в пористых скальных породах с целью определения условий усиления энергоотдачи геотермальных резервуаров за счет массообмена. Численное моделирование проводится в рамках математической модели, которая включает уравнения неразрывности, Дарси и переноса примеси с учетом диффузии. Получено решение задачи об устойчивости профиля концентрации соли с повышенным содержанием солей в верхней зоне, в протяженном геотермальном резервуаре. Исследовано взаимодействие концентрационной конвекции с вынужденным течением. Рассмотрены пористые породы с переменными свойствами и изучено их влияние на концентрационные течения.