Jökull


Jökull - 01.12.1976, Blaðsíða 22

Jökull - 01.12.1976, Blaðsíða 22
Hydroelastic Cavity Resonators GUNNAR BÖÐVARSSON, SCHOOL OF OCEANOGRAPHY OREGON STATE UNIVERSITY CORVALLIS, OREGON 97331, U.S.A. AXEL BJÖRNSSON, NATIONAL ENERGY AUTHORITY, REYKJAVÍK, ICELAND ABSTRACT Fluids contained in interconnected systems of subsurface cavities are capable of oscillations which we refer to as hydroelastic oscillations. The simplest type of such systems is represented by the borehole-cavity oscillator which is analog to the well known Helmholtz resonator in acoustics. The restoring force is provided by the elasticity of the cavity and the oscillating mass by the fluid column in the borehole. Temperature observations on a flowing thermal borehole in the City of Reykjavik appear to indicate oscillations of this type. A simplified theory of hydroelastic borehole-cavity oscilla- tions is given. INTRODUCTION Ground water bodies embedded in fractured rock consist of a system of interconnected fluid- filled openings with elastic walls. When pro- perly excited, such systems are capable of oscil- lations which we will refer to as hydroelastic oscillations. The fractures act as elastic cavities, which can expand and contract upon changes in the fluid pressure, and the oscillating mass is provided by the fluid. Such systems can be open or closed depending on whether they are connected with a free water surface or not. A particularly simple open system of this type is represented by a fluid filled cavity at depth which is connected with a vertical borehole with a free water level. When the dimensions of the cavity are substantially greater than the diameter of the borehole, this system is ana- 20 JÖKULL 26. ÁR logous to the Helmholtz cavity resonator in acoustics (see Elmore and Heald, 1969). The oscillating mass is provided by the water col- umn in the borehole and the restoring force results from the elasticity of the cavity. Simple estimates indicate that open borehole- cavity oscillators may have resonant frequencies with periods ranging from a few seconds up to a few hours, depending on the dimensions of the elastic cavity and of the water column. These results indicate that oscillations are not likely to be excited in large static systems un- less there is resonance with some component of the earth tides. Resonances in smaller systems with a throughflow of fluid may, on the other hand, be excited by turbulent and other flow induced pressure fluctuations. Since the reson- ant frequencies depend heavily on the dimens- ions of the systems, it may in many cases be of practical interest to monitor hydroelastic oscil- lations. The observed frequencies furnish in- formation on the dimensions of the system under investigation which may not be obtained in other ways. Unfortunately, the observation of oscillations in flowing systems is somewhat more cumbersome than in open static systems where a simple recording of water levels may suffice. There are principally two ways of recording oscillations in flowing systems. First, it is pos- sible to install sensitive pressure transducers in flowing boreholes or other available open- ings. Highly sensitive instruments are now available for this purpose. Second, since pres- sure oscillations generally induce flow oscilla- tions, the monitoring of the flow of boreholes
Blaðsíða 1
Blaðsíða 2
Blaðsíða 3
Blaðsíða 4
Blaðsíða 5
Blaðsíða 6
Blaðsíða 7
Blaðsíða 8
Blaðsíða 9
Blaðsíða 10
Blaðsíða 11
Blaðsíða 12
Blaðsíða 13
Blaðsíða 14
Blaðsíða 15
Blaðsíða 16
Blaðsíða 17
Blaðsíða 18
Blaðsíða 19
Blaðsíða 20
Blaðsíða 21
Blaðsíða 22
Blaðsíða 23
Blaðsíða 24
Blaðsíða 25
Blaðsíða 26
Blaðsíða 27
Blaðsíða 28
Blaðsíða 29
Blaðsíða 30
Blaðsíða 31
Blaðsíða 32
Blaðsíða 33
Blaðsíða 34
Blaðsíða 35
Blaðsíða 36
Blaðsíða 37
Blaðsíða 38
Blaðsíða 39
Blaðsíða 40
Blaðsíða 41
Blaðsíða 42
Blaðsíða 43
Blaðsíða 44
Blaðsíða 45
Blaðsíða 46
Blaðsíða 47
Blaðsíða 48
Blaðsíða 49
Blaðsíða 50
Blaðsíða 51
Blaðsíða 52
Blaðsíða 53
Blaðsíða 54
Blaðsíða 55
Blaðsíða 56
Blaðsíða 57
Blaðsíða 58
Blaðsíða 59
Blaðsíða 60
Blaðsíða 61
Blaðsíða 62
Blaðsíða 63
Blaðsíða 64
Blaðsíða 65
Blaðsíða 66
Blaðsíða 67
Blaðsíða 68
Blaðsíða 69
Blaðsíða 70
Blaðsíða 71
Blaðsíða 72
Blaðsíða 73
Blaðsíða 74
Blaðsíða 75
Blaðsíða 76
Blaðsíða 77
Blaðsíða 78
Blaðsíða 79
Blaðsíða 80
Blaðsíða 81
Blaðsíða 82
Blaðsíða 83
Blaðsíða 84
Blaðsíða 85
Blaðsíða 86
Blaðsíða 87
Blaðsíða 88
Blaðsíða 89
Blaðsíða 90
Blaðsíða 91
Blaðsíða 92
Blaðsíða 93
Blaðsíða 94
Blaðsíða 95
Blaðsíða 96
Blaðsíða 97
Blaðsíða 98
Blaðsíða 99
Blaðsíða 100
Blaðsíða 101
Blaðsíða 102
Blaðsíða 103
Blaðsíða 104

x

Jökull

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.