Jökull


Jökull - 01.12.1976, Blaðsíða 25

Jökull - 01.12.1976, Blaðsíða 25
10 Fig. 5. Resonance period for the borehole- cavity system according to equation (16). Mynd 5. Eiginsveiflutími borholukerfis sam- kvæmt jöfnu (16). w(P,t) = 0 for r §: R (1) Hence, the displacement is assumed to be limit- ed to the region r < R. (4) In computing the resonant frequency of the Helmholtz cavity mode we neglect the kine- tic energy of the fluid in the cavity. The basic differential equation for the dis- placement vector u(P, t) in a Hookean solid with no impressed volume forces is (Love, 1927) /xV-u + (X + /r)VV • u = pdnu (2) where p0 is the density and X and p, the Lamé constants of the solid. Based on the assumptions (1) to (4) above, the equation for w(P,t) is con- sequently, p03ttW + Lw = 0, P in (0,R;0,“=) (3) where L is the operator L = -[p(arr+(l/r)3r) + (X + 2p)3J (4) and the boundary conditions are w = 0, r = R and p = -(X + 2p)3zw , for r < R (5) Assuming purely harmonic motion with the angular frequency a), w(P,t) = w(P)exp(i(yt) (6) we obtain the following eigenvalue equation for the amplitude w(P) Lw = p0o)2w, (7) with the above boundary conditions. In the first approximation we can indentify the Helmholtz mode with the lowest eigenmode of (7) and assume for this case that w(P) = AJ0(kr)exp[-zV(pX2 - p0co2)/(X + 2p)] (8) where k = 2.4/R and A is a constant. A brief investigation shows that at the assumed condi- tions Poft)2« pX~, (9) that is, we can neglect the inertia of the rock. Moreover, assuming Poisson’s relation X = p., we obtain then with the help of (5) approxi- mately w(r,0) = (PR/4p)J0(2.4r/R), (10) and by an integration over 0 ^ r ^ R approxi- mately (including both halfs) B e = (47r/p) fwrdr = 0.69R3/p (11) J O Having obtained the elastance of the cavity we can now write the equation for the dynamics of the fluid column in the borehole. Let x be the vertical displacement of the column (posi- tive downward), then in a force free case ahpD2x + pa = 0 (12) where D = d/dt and p is the density of the fluid. Since for small x and p e = dV/dp = ax/p (13) or x = pe/a we have the simple equation for the pressure oscillations D2P + (a/ehp)P = 0 (14) and hence the resonant frequency m = Va/ehp = Vpa/0.69hpR3 (15) JOKULL 26. AR 23
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.