热‐流‐固耦合方法模拟岩石圈与软流圈相互作用

详细信息   

• 责任者：陈建业^c中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室^d1983^e硕士研究生 ; 杨晓松 ; 石耀霖^c中国科学院研究生院
• 刊名：地球物理学报
• 出版年：2009
• 卷期：52^b4
• 关键词：地幔对流 ; 岩石圈 ; 软流圈20^a地球动力学 ; 温度场 ; 耦合作用 ; 地幔柱 ; 数值模拟
• 页码：939～949
• 索书号：P260.66/141
• 图表：^c表1参42插图
• 分类号：1400
• 文摘期号：2009/10

摘要

岩石圈和软流圈的相互作用是现今地球动力学研究的热点问题之一。该文针对岩石圈与软流圈的相互作用模型，开发了新的基于热‐流‐固三场耦合方法的有限元程序。岩石圈变形和对流的地幔之间的耦合方式为：地幔在热驱动(或运动岩石圈的拖曳)下产生对流，对流的地幔对耦合边界施加载荷并造成岩石圈的变形，变形的岩石圈反作用于软流圈从而影响其地幔对流的状态。温度场根据速度场和网格变形的结果适时调整，如此反复推动整个系统的演化。利用该耦合方法模拟了“地幔柱作用下地表隆升”地质过程，其结果与实际地质资料和地质认识能很好的吻合，验证了该方法模拟地幔与软流圈相互作用过程的有效性及处理复杂耦合问题的能力。