211service.com
Įdomios varveklių raibuliavimo savybės
Keista varveklių ypatybė yra ta, kad jų paviršiai kartais gali susiraukšlėti, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Šių bangelių bangos ilgis visada yra apie 1 cm.
Maždaug prieš dešimt metų Kazuto Ueno, dabar dirbantis Kvebeko Universitete Chicoutimi Kanadoje, sukūrė teorinį modelį, paaiškinantį šį reiškinį.
Jo mąstymas vyksta taip. Varvekliai yra padengti plonu vandens sluoksniu, peršaldytu iki mažiau nei 0 laipsnių C ir šis teka veikiamas gravitacijos jėgos. Kai šis sluoksnis užšąla, jis išskiria šilumą, kuri gali lengviau spinduliuoti iš išgaubtos bangos dalies nei įgaubta. Taigi ledas pirmiausia susidaro virš išgaubtų sričių, todėl jos tampa didesnės.
Varveklių paviršius prasideda lygus, tačiau bet koks nedidelis vandens tėkmės sutrikimas sukuria raibuliavimą, kuris šiame dvare greitai užšąla. Šių bangų bangos ilgį lemia ledu tekančio vandens šilumos perdavimo savybės, kurios yra maždaug pastovios ir taip paaiškina pastovų bangos ilgį. Voila!
Tačiau Ueno modelis pateikia tris kitas prognozes dėl šių bangų, kurios iki šiol nebuvo pastebėtos. Pirma, kad raibuliavimo bangos ilgis turėtų padidėti mažėjant pasvirusios plokštumos kampui; antra, bangos ilgis turėtų didėti tik palaipsniui, didėjant vandens tiekimui; ir galiausiai, kad bangavimas turėtų judėti aukštyn maždaug per pusę vidutinio augimo greičio.
Šiandien jis ir keli draugai atskleidžia savo pastangų patikrinti šias prognozes tiek skaitmeninių modeliavimų, tiek laboratorinių eksperimentų metu rezultatus.
Esmė ta, kad jie patvirtina prognozes. Bangos ilgis gali keistis taip, kaip jis numatė, o bangos lėtai juda aukštyn, net jei vanduo teka žemyn.
Viso to yra įdomi pasekmė. Šiame darbe vanduo visada teka veikiamas gravitacijos jėgos. Bet kas atsitinka, kai taip pat veikia aerodinaminės jėgos arba, kitaip tariant, kaip vėjas veikia bangavimą?
Tai svarbu, nes tai gali atskleisti orlaivio sparnų ir turbinų užšalimo procesą – didelę ir potencialiai pavojingą gyvybei problemą.
Ueno ir bendradarbiai teigia, kad nagrinėja šį klausimą ir praneš mums, kai sužinos.
Nuoroda: arxiv.org/abs/1102.4890 : Skaitmeninis ir eksperimentinis raibuliavimo formavimosi ledo augimo metu modelio patikrinimas per šalto vandens plėvelės sraute
2011 m. kovo 21 d. taisymas:
Kazuto Ueno rašo, kad šis šio įrašo sakinys neatspindi jo požiūrio: Kai šis sluoksnis užšąla, jis išskiria šilumą, kuri gali lengviau spinduliuoti iš išgaubtos bangos dalies nei įgaubtos. Taigi ledas pirmiausia susidaro virš išgaubtų sričių, todėl jos tampa didesnės.
Vietoj to jis pateikia tokį paaiškinimą: bet kuri išgaubta vandens ir oro sąsajos dalis yra šiek tiek pasislinkusi į viršų, palyginti su ledo ir vandens sąsajos dalimi, tada latentinės šilumos išsiskyrimas yra didelis bet kurios išgaubtos ledo dalies prieš srovę pusėje. - vandens sąsaja. Tai reiškia, kad ledas auga greičiau prieš srovę nei bet kurios išgaubtos ledo ir vandens sąsajos dalies pasroviui. Dėl to ne tik didėja bangelių amplitudė, bet ir bangavimas juda aukštyn laikui bėgant, kaip buvo stebima eksperimentiškai.