Earth
Wulkan i komora magmowa
Zasilaj magmą komorę pod wulkanem i patrz, jak nadciśnienie rośnie w tempie zadanym przez ściśliwość komory, szczyt się unosi, komin otwiera się na progu, a erupcja opróżnia komorę, aż komin się zatka. Zagęść magmę dla długiej powolnej erupcji tej samej objętości, dodaj gaz, by wydłużyć spokój, i sprawdź, że dopływ równa się wyrzuconemu plus zmagazynowanemu.
Co się dzieje
Komora 10 km³ na głębokości 6 km jest zasilana z zadanym wydatkiem; jej nadciśnienie rośnie jak Q/(β·V) ze ściśliwością magmy (większą z rozpuszczonym gazem) i ścian komory. Komin otwiera się przy ciśnieniu otwarcia i zamyka przy niższym ciśnieniu zamknięcia, a póki jest otwarty, erupcja jest przepływem Poiseuille'a π·a⁴·Δp/(8μ·L) napędzanym ciśnieniem ponad słup magmy. Masa jest księgowana dokładnie: dostarczone = wyrzucone + zmagazynowane. Szczyt unosi się według źródła punktowego Mogiego ze zmianą objętości ścian; gaz w wyrzuconej magmie wykonuje pracę rozprężania n·R·T·ln(p/p_atm). Euler jawny z krokiem półgodzinnym; sekunda doświadczenia to doba.
Co wypróbować
Patrz, jak ciśnienie rośnie do progu, a erupcja je rozładowuje; podnieś lepkość dziesięciokrotnie dla długiej powolnej erupcji, dodaj gaz dla długiego spokoju i sprawdź bilans masy.
Model i jego ograniczenia
Skupiona komora i komin Poiseuille'a, stałe progi otwarcia i zamknięcia, bez wzrostu pęcherzyków i fragmentacji, bez erozji komina. Spokój i czas trwania należą do tego dydaktycznego wulkanu.
Równania modułu
Równania dΔp/dt = (Q_in − Q_out)/(β·V) Q_out = π·a⁴·(p − p_atm − ρ_m·g·L)/(8·μ·L) u_z = (1 − ν)·β_w·V·Δp/(π·D²) W_gas = m_g·R_w·T·ln(p/p_atm)
