SOFTWARE DE ELEMENTOS FINITOS PARA CALCULAR EL FLUJO DE FLUIDOS Y EL TRANSPORTE DE CALOR EN MONTES SUBMARINOS
En la Tierra, las placas tectónicas oceánicas están lejos de ser homogéneas. De hecho, una gran cantidad de discontinuidades batimétricas, como montes submarinos, zonas de fractura, dorsales y fosas, marcan el fondo de los océanos. Entre estas características, los montes submarinos que sobresalen de la capa sedimentaria pueden desempeñar un papel importante al establecer un intercambio continuo de fluidos y calor entre la litosfera oceánica y el océano. Aquí presentamos un enfoque de elementos finitos para calcular la distribución de flujo, temperatura y presión dentro de los montes submarinos utilizando PDE2D, un programa de elementos finitos de propósito general para resolver ecuaciones diferenciales parciales (EDP) multidimensionales. Usamos PDE2D para resolver las ecuaciones acopladas de continuidad, la ecuación de Darcy y la ecuación de conservación de energía en 2-D. Comparamos nuestros códigos con los resultados de códigos de hidro-termo-transporte bien establecidos diseñados para resolver el flujo de fluidos para sistemas de circulación hidrotermal submarinos, y obtenemos resultados similares, incluso para modelos axisimétricos. A continuación, presentamos un modelo numérico axisimétrico PDE2D adaptado a la geometría real del monte submarino Grizzly Bare ubicado en la placa de Juan de Fuca. Calculamos el flujo de calor superficial y obtenemos una buena correlación entre nuestras predicciones y las observaciones in situ disponibles. Nuestros códigos numéricos se pueden utilizar para modelar cualquier forma de monte submarino y geometrías complejas para las interfaces sedimento/basamento, incluidos los casos 3-D en los que el monte submarino se puede aproximar mediante una geometría radialmente simétrica. En este trabajo, proporcionamos acceso abierto completo a nuestros códigos numéricos PDE2D que pretenden ser simples y fáciles de adaptar para una amplia gama de formas y tamaños de montes submarinos.