NSF-BSF: Multiphase transport processes with phase change in stratified hypersaline lakes: A combined computational and field investigation

NSF-BSF:分层超盐湖中具有相变的多相传输过程:计算和现场调查相结合

基本信息

  • 批准号:
    1936258
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 38.8万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-03-01 至 2025-02-28
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Earth's crust contains numerous large-scale salt deposits that are up to a kilometer thick. These deposits are of great importance for engineering applications such as mineral extraction and oil and gas exploration, and for understanding the processes that have governed the oceans throughout Earth's history. However, the formation and structure of these large salt deposits are at present poorly understood. Today, the Dead Sea is the only deep lake in the world in which salt crystals form and create a growing deposit on the seafloor. This dynamic environment provides a unique natural laboratory for exploring the multiphase transport processes with phase change that create such salt deposits. This project will undertake a comprehensive investigation that combines an extensive field campaign by the Geological Survey of Israel with detailed large-scale computer simulations and theoretical analysis at the University of California, Santa Barbara. The research will train US engineering and geology students in the interdisciplinary areas of environmental model development, computational multiphase fluid dynamics, and large-scale simulations on parallel computer architectures. Student exchanges will take place between UCSB and the Dead Sea Observatory, and the investigators will hold lecture series at both institutions. An international workshop on the physical transport processes governing the Dead Sea is planned. This project will explore and quantify the nonlinear interplay of the convective and diffusive transport of heat and salt. The project will explore how this transport is modulated by (1) phase change between dissolved and crystalline salt within the lake; (2) radiative heating/cooling, evaporation/salt rejection and wind stresses at the lake's surface; and (3) inflow of freshwater, sediment and/or brine. The governing dimensionless parameters will be identified, along with the quantitative ranges that apply to the Dead Sea, and the respective balances that govern the dynamics. In this way, the project will obtain quantitatively accurate scaling laws for these processes, and enable predictions for the evolution of the Dead Sea under a variety of different environmental forcings. Results will provide a predictive tool for managing water resources and useful information for advancing technologies related to mining and hydrocarbon exploration.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
地壳包含大量的大型盐沉积物,最高厚度为公里。这些沉积物对于工程应用非常重要,例如矿产提取,石油和天然气勘探,以及了解在整个地球历史上统治着海洋的过程。但是,目前对这些大盐沉积物的形成和结构尚未理解。如今,死海是世界上唯一的盐晶体形成并在海底创造越来越多的沉积物的深湖。 这种动态环境提供了一个独特的天然实验室,用于探索具有产生此类盐沉积物的相变的多相传输过程。该项目将进行全面的调查,将以色列地质调查局与加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校的详细大规模计算机模拟和理论分析相结合。这项研究将在环境模型开发,计算多相动力学以及对平行计算机架构的大规模模拟的跨学科领域中培训美国工程和地质学生。学生交流将在UCSB和死海天文台之间进行,调查人员将在这两个机构举行讲座系列。计划开设有关管理死海的物理运输过程的国际研讨会。该项目将探索并量化热和盐的对流和扩散运输的非线性相互作用。 该项目将探讨该运输是如何通过(1)湖中溶解和结晶盐之间的相变调节的; (2)在湖面的辐射加热/冷却,蒸发/盐排斥和风应力; (3)淡水,沉积物和/或盐水的流入。将确定无量纲参数,以及适用于死海的定量范围以及控制动力学的各自平衡。这样,该项目将为这些过程获得定量准确的缩放定律,并在各种不同的环境强迫下对死海的演变进行预测。 结果将提供一种预测工具,用于管理与采矿和碳氢化合物探索有关的技术的水资源和有用信息。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子和更广泛影响的评估评估标准来通过评估来支持的。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
How Does Coastal Gravel Get Sorted Under Stormy Longshore Transport?
沿海砾石在暴风雨的沿海运输中如何分类?
  • DOI:
    10.1029/2021gl095082
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Eyal, H.;Enzel, Y.;Meiburg, E.;Vowinckel, B.;Lensky, N. G.
  • 通讯作者:
    Lensky, N. G.
Interacting density fronts in saturated brines cooled from above
从上方冷却的饱和盐水中的相互作用密度前沿
  • DOI:
    10.1017/jfm.2023.809
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Ezraty, R.;Rubinstein, S.M.;Lensky, N.;Meiburg, E.
  • 通讯作者:
    Meiburg, E.
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Sirota, Ido;Ouillon, Raphael;Mor, Ziv;Meiburg, Eckart;Enzel, Yehouda;Arnon, Ali;Lensky, Nadav G.
  • 通讯作者:
    Lensky, Nadav G.
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    $ 38.8万
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    2016
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    $ 38.8万
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    2015
  • 资助金额:
    $ 38.8万
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    1417294
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    2014
  • 资助金额:
    $ 38.8万
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  • 批准号:
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  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 38.8万
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  • 批准号:
    1335148
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 38.8万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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    1067847
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