高密度の気体と液体の分子流体力学的過程を研究するためのアナログ巨視的手法

サマリー

高密度流体中の分子の流体力学的過程を研究するため実験的にアクセス可能なアナログ方式である. します。テクニックは振動、高反発粒杭の粒子画像流速測定法を使用し、動的プロセス知られているし、強く相互作用する、高密度気体、液体中に存在する予測の肉眼で直接観察を可能します。

要約

アナログ、巨視的高密度の気体と液体の分子スケール流体プロセスを勉強する方法が説明されています。テクニック適用、標準液動的診断、粒子画像流速測定 (PIV) を測定する: i) 個々 の粒子 (粒)、短い、粒の衝突に関する現存する速度の時間スケール、ii) の両方の短い粒子のシステムの速度衝突-時間と長く、連続フロー時間スケールの iii) 高密度分子流体と iv に存在する知られている集団の流体モード) 短・長期-時間スケール速度相関関数、中央の粒子スケールのダイナミクスを理解するため強く相互作用する、高密度流体システム。基本的なシステムは、イメージング システム、光源、振動センサー、振動システム知られているメディア、および PIV 解析ソフトウェアで構成されます。必要な実験とアナログの技術を使用して分子流体力学的プロセスを研究するときに必要な理論的ツールのアウトラインが強調表示されます。提案手法は、光に比較的簡単な代わるし、中性子ビーム散乱法分子の流体力学的研究で伝統的に使用します。

概要

分子流体力学は、ダイナミクスと個々 の分子の統計力学および流体内の分子のコレクションを研究します。多くの実験の中で分子流体システム^1,2, 光散乱^1,2,3, 分子動力学シミュレーション^{4、勉強のために開発 5,6,7}より少ない程度に、中性子非弾性散乱⁸を最も一般的に使用されています。残念なことに、後者の 2 つの方法に重要な制限を添付します。分子動力学 (MD) シミュレーション、例えば: i) は時空小限定比較的少数の分子を含むドメイン、ii) を使用する必要おおよその粒子間電位の iii) 通常周期を紹介境界条件、非平衡バルク フロー条件、および iv の下で無効な) 現時点では、どのように分子動力学、分子または分子のコレクションのいずれかを含むの基本的な質問を答えることができない、受けますが、カップルバルクは、非平衡流体の流れに戻る。中性子散乱に関連付けられている主な制限は、利用可能な中性子ビーム源の限られた数にアクセスする難しさに結びついています。

この記事で紹介したアナログの実験技術のコンテキストを提供するためには、単純な高密度ガスと液体状態の流体に適用される光散乱技術を強調表示します。典型的な光散乱実験で偏光レーザー光ビームは静止流体のサンプルを含む小さな尋問ボリュームに送られます。サンプル内の分子からの散乱光が入射ビームに対していくつかの固定角度でそれから検出されます。興味の分子の動的な政権によって散乱光信号の検出と解析を組み込んだ光フィルタ リングまたは光検出方法を混合します。ベルンとペコラの¹に従って、フィルタ リング技術、スケールはより短い時間に流体状態分子動力学をプローブするs、後散乱干渉計や回折格子を紹介し、スペクトル密度のスキャンを許可します。散乱光。ミキシングのテクニック、遅い時間スケールのダイナミクス用光s、対照的に、組み込む散乱信号のスペクトルの分布は測定された散乱光から抽出する、散乱後自己相関器またはスペクトラム アナライザー強度。

一般に、レーザー プローブ、少なくともこれらのスペクトルの目に見える範囲内で液体状態の分子の特性の間隔よりも長い波長を持っています。これらの状況下でプローブ ビーム励起 5 集団があり、遅い時間スケール、全長波流体モード^2,9,10 (特性の衝突の頻度を基準にして低速): 2 つの粘性対向する音の波、2 つの共役、純粋な拡散渦モード、および単一拡散熱 (エントロピー) モード、減衰します。渦モードが横方向に興奮している間、サウンド モードは入射ビームの (縦) 方向に興奮しています。

純粋に実験的手法、平衡の心そして分子の非平衡統計力学の横になっている 2 つの基本的な質問を散乱を考慮した液体状態のシステムは、光と中性子散乱測定を超えて残る。
1) 厳格な引数^9,11ショーの古典的なニュートン力学や量子力学の対象と、個々 の液体状態の分子のランダムな衝突とサブ-衝突-時間スケール動力学を作り直したことができます、一般化ランジュバン方程式 (GLE) の形。GLE の順番に、高密度の気体や液体中の分子の非平衡統計力学の研究では中心的な理論的ツールで構成されます。残念ながら、個々 の (非高分子) 分子のダイナミクスは、どちらの散乱法で解決できない、以来無い現在 GLE の有効性をテストする分子動力学シミュレーションを超えて、直接的な方法。
2) 巨視的連続流体の中心部で横になっている根本的な仮説、同様のマイクロ分子流体力学、それの長さと時間のスケール分子径と連続体を基準にして数回、しかし小さな衝突に比べて大きいを仮説します。長さと時間のスケール、ローカル熱力学の平衡 (LTE) が優先されます。(NS) ナビエ-ストークス方程式のような連続体の流動および熱伝達モデル LTE 想定していますカップルは本質的に非平衡、連続スケールのフローとエネルギー輸送の機能するために必要な⁹ -粘性せん断応力のように、熱伝導-厳密に平衡熱力学的性質、温度と内部エネルギーのように。同様に、マイクロ スケールの運動量とエネルギーの輸送は本質的に非平衡プロセス、結合、マイクロ スケール固まりの出現を反映してこれらのマイクロ プロセスの勢いとエネルギー流モデルと仮定電流LTE⁹から小さな摂動を表してください。もう一度、我々 の知識の限りでなかった LTE 前提の直接実験。特に、高密度、移動、非平衡流体内流体分子の散乱実験を試行されているはないようであります。

この稿では、直接予測できない、標準粒子画像流速測定法 (PIV) を用いて振動粒杭のマクロスコ ピックの単一の粒子の集合体学に使用でくアナログ実験的な手法をまとめました解釈、および高密度の気体と液体でシングルとマルチ molecule 流体力学を公開します。私たちのグループ¹²によって発表された最近の論文で提案手法を可能にする物理・理論的要素のとおりです。実験的に、巨視的な系を表わさなければならない: (i) (弱い) の非平衡揺らぎを模倣するローカル、マクロ統計力学的平衡、および (ii) 小さい平衡から出発線形持続的な傾向が観察分子流体力学的システム。理論: 平衡および高密度の弱非平衡統計力学を記述する (i) 古典的なマイクロ スケール モデル、N 粒子システムの相互作用する必要があります。 改鋳されるマクロの形で、(ii) の結果のマクロ モデルを確実にする必要があります。短い、粒子-衝突-タイム スケール、長い連続-流れ-時間 - スケールからの単一および複数粒子ダイナミクスを予測します。

ここでは、新しい手法により得られた代表的な結果と同様に、詳細な実験的プロトコルを提案します。分子動力学シミュレーションと光と中性子散乱法と対照をなして新しいテクニックができます、最初の時間の流れる、強く非平衡、密なガス、液体内の分子の流体力学的プロセスの詳細な研究。

プロトコル

1. 振動システムの準備

1. 図 1に示すように、振動系を設定します。このシステムは、環状ウレタン ボウル (600 mm の外径を持つ)、シングル スピード (1740 rpm)、アンバランスのモーターに接続されている、後者はプロセス振動を生成しから成っています。これは、加重ベースに接続され (ボウルと加重ベース購入ワンピースとして組み立て) 8 つの湧水群で区切られます。ボウル アセンブリをそのスタンドに取り付けます、2 つの指定されたゴムのフックで固定します。ボウルのそばのテーブルに蠕動性ポンプ、潤滑インレットをボウルにポンプ排水ホースを取り付けます。
   1. 低振幅の条件下で記録されたボウル振動に環状のボウルの内側の半径に三軸加速度計を接続し、センサー信号コンディショナーに加速度計を配線します。信号コンディショナーを離れて振動システム テーブルに配置します。加速度センサー/信号コンディショナーの組み合わせは、標準的なコンピューターにインストールされているデータ集録ハードウェア/ソフトウェアによって制御されます。
2. 水で洗浄し、乾燥することができます、選択したメディアを準備します。メディアのいくつかの種類は、様々 な実験に使用されています。本稿では、ストレート カット三角形 (10 mm × 10 mm x 10 mm 三角 10 mm 厚前後から見た) メディアを研磨セラミックを使用します。
   1. まず実験室規模で空のプラスチック袋を配置し、スケールを風袋梱包密度メディアを確認します。プラスチックの袋を詰めて選ばれたメディアに (18.927 リットル (5 ガロン) を超えるし、メディア (g または kg) の重量を記録します。このタイプのメディアと現在実験のセットアップでは、重量は 22.68 kg (50 ポンド) だった。
      1. 大きなシンクまたは他の機器から建物の外にバケツを置いてください。バケツを満たしなさい (このセット、18.927 リットル (5 ガロン) バケツを用いて) 完全マークに、ゆっくりと水をバケツにメディアの完全なプラスチック袋を下げます。メディアの袋が完全に浸漬、一度ゆっくりと水しぶきを避けるために、袋を脇に置きます水からバッグを上げます。追加水の総量を録音元の完全マークにバケツを補充するのに 1000 mL のメスシリンダーのシリンダーを使用します。この適量の水になります、 (このセット 13,750 mL の水はバケツに追加された) のためにメディアのボリュームを梱包材料です。適量の水に使用するメディアの種類に依存なります。
      2. 次の方程式でメディアの充填密度を計算します。
         
         どこメディアの充填密度とメディアの質量 (1649 にこのメディアの密度を求めた)。
   2. (このモデルは、2 つのオプション、1) 壁にプラグインまたは 2) スタンドに接続されているタイマーの実行を持っている) 電源プラグをコンセントに差し込むことで振動系を有効にします。ユーザーが作成したプログラムの「スタート」の矢印を押すことによってコンピューター上のデータ集録ソフトウェアをアクティブにして、1 分のデータを収集します。加速度データ両方と表示されます (時間領域と周波数領域の両方で) で即時審査のため自動的に潜在的な後処理の .csv ファイルに格納されます。振動システムを無効にする電源コンセント ユニットを取り外します。
   3. 振動のボウルにメディアを追加します。
   4. 化合物は、水と研磨化合物 (FC) (3% ボリューム) 溶液 120 mL 3880 mL から成るを準備します。1.9 L/h (この流量を達成するために 27 回転スピード ダイヤル)、蠕動性ポンプを設定、流れを開始しないでください。これは、ソリューションがない循環ですが濡れているメディアを保持するための十分な保証されます。(このソリューションは一般的に使用される振動仕上げソリューション) です。ソリューションは、潤滑剤として働き、メディア一緒に固執しないか、または処理中に消耗を保証します。
   5. 電源プラグをコンセントに差し込むことで振動系を有効にします。1.2.2 ステップで指定された加速度計データを収集します。振動システムを無効にする電源コンセント ユニットを取り外します。

2. 高速撮像

注: 流れる粒杭、イメージング領域のサーフェスの一部を画像で得られた粒度速度測定、 、視野 (FOV) 2.2.4 以下の手順で決定に対応します。時間変化の測定、個々 の穀物の速度 (杭表面) の小さい、固定サブ領域を選択することによって得ることができる内で、下記のとおり、どこ個々 の穀物の投射面積の順序です。

1. 高速カメラを設定 (カメラは最大 1,000 フレーム/秒 (fps) 1504 x 1128 解像度)、三脚の上にそれを置くことまたは建物の振動システムの開いたサーフェスに垂直なレンズでラーメン (ときにボールが振動によって画像をキャプチャするにはティン)図 1に見られるように。このラーメン、振動システムとは別システムから振動が映像に影響しないことを保証します。
   1. 目的の表面の積分領域と解像度の適切なレンズを取り付けます。現在の設定では、18 〜 250 ミリメートル ズーム レンズとレンズ比 1:3.6 - 6.3 を使用します。 電源と GPS アンテナをカメラに接続します。 CAT5 ケーブルを使用してコンピューターにカメラを接続します。 レンズの端の約 550 mm メディアの表面上にあるようにカメラを配置します。
      注: カメラを配置してメディアが増加のエッジ効果を引き起こすに近すぎるとあまりにも遠くにカメラを配置すると、処理にあまりにも暗いイメージ。エッジ効果とテスト領域の全体的な曲率によるエラーは、指定した距離で < 2%。
   2. レンズ キャップを取り外して、カメラのソフトウェアを起動します。それが開始されたとき「カメラ」ボタンをクリックして、[ok] をクリックします。カメラ一覧を作成、するときリストからカメラを選択して、開くをクリックします。
   3. 「ライブ」タブの下で、コンピューター上のカメラのソフトウェアで、カメラの FOV を表示する「ライブ」ボタン (青い矢印) をクリックします。イメージを作成する領域を照らす光源をオンにします。これはテスト領域を均等に照らす限り、明るい光をすることができます。図 1は、カメラと振動系に対して光の構成を示しています。
   4. 絞り値を決定するには、カメラからのライブ ストリームのコンピューターの画面を見て、最小の設定 (最大輝度) に絞りを調整します。絞り値設定されている場合、低い結果はフィールドの浅い深さ。絞りが高に設定されている場合は、画面が暗すぎます。この実験のため、f-ストップは 3.6 に設定されました。
   5. 目的の FOV (210 mm × 160 mm この場合) を提供するためにレンズの焦点距離を調整します。この実験のためメディア表面上 550 mm に設定されたカメラで 180 mm で焦点距離を設定します。図 2 aは、カメラを通して視野を示しています。
   6. デジタル カメラのソフトウェアを使用して 500 倍の倍率にズームします。最高光学フォーカス レンズのフォーカス リングを調整します。デジタル ズームを 100% (標準表示) に戻ります。
   7. コンピューターの取得設定、下「率 [Hz]」をクリックし、フレーム毎秒 500 に設定します。
      注: 粒子衝突時間スケールのダイナミクスを解決するために、少なくとも桁違いの課された振動周波数よりも大きい必要があります(ここでは、 Hz)
   8. 画像を撮影する前に視野の中支配の規模を配置します。これはそれに続く画像データ処理の長さスケールを提供します。[カメラのソフトウェアの取得設定、「ライブ」の下で「記録」タブを選択します。1「円形」とセット フレームに「記録モード」を設定します。図 2 bのように単一のイメージを記録する「ライブ」タブの下の赤い丸をクリックします。
   9. 「ファイル」をクリックして便利なファイルのディレクトリの場所 (外部ハード ドライブなど) に TIFF ファイルとして取得した画像を保存し、「保存取得」をクリックして。ダイアログ ボックスは、複数のオプションが表示されます。ダイアログ ボックスでファイルの種類の横にあるドロップ ダウン メニューから「.tiff」を選択します。
      1. ダイアログ ボックスの下部に [ダウンロード オプション] タブを選択し、「参照」をクリックします。ダイアログ ボックスの上部には、テストのフォルダー名を追加します。[参照] ダイアログ ボックスでを検索し、目的の場所 (外部ハード ドライブなど) と適切なフォルダーを選択します。フォルダーを選択すると、「保存」、この"OK"をクリックします。ダウンロード マネージャーのボックスが表示されます。ファイルの転送およびサブフォルダー 001 で指定されたファイルの場所に保存する開始されます。画像の転送が、「完了」ステータス ボックス画面に表示されます。
      2. カメラから画像を削除するには、赤い「削除」ボタンをクリックしますします。
         注: プロトコルはここで一時停止することができます。

3. 収集データ

メモ: プロトコルが一時停止された場合、カメラが再起動する必要。3.1 の手順に従ってください。プロトコルが一時停止していない場合は、3.1.2 のステップに進みます。

1. カメラのソフトウェアを起動し、手順 2 で指定されている照明をオンします。
   1. アクティブ カメラのソフトウェアと光条件を確認し、2.2.2 の手順で詳細としてライブを実行します。適切なフォーカスをようにします。
   2. 合計実験の実行時間を選択します。
      注: 2 つの競合する要件満たす必要があります: i)で統計的に静止した粒の流れの条件が設定されている十分な長さにする必要がありますと ii)大量の余分なデータを生成するので長くはなりません。静止した条件が表示されるタイム スケールは、試行錯誤によって決定する必要があります。さまざまな厳しさのさまざまな方法を使用できます。たとえば、i) 時間平均粒速度固定ポイント、または複数の固定点では名目上固定大きさや大きさに達することを確認するか、ii)、固定手段に加えて対応する差異も想定して名目上固定を確保します。大きさ。10.12 のこの実験のデータを集めた s、5060 フレームの取得に対応します。粒子流の定常条件設定後約 1 秒。
2. 振動のボウルをアクティブにします。
   1. 仕上げ潤滑油の化合物 (ステップ 1.2.4) メディアの初期ぬれ性を提供するためにボールの周りに均等に 150 mL を広める残りの水差複合床に蠕動性ポンプに接続されているホースで。"Off"から「時計回り」にスイッチをひっくり返すこと (手順 1.2.4 でセット) として蠕動性ポンプを有効にします。
   2. コンセントに差し込むことで振動のボウルをオンにも濡れ性を確保するために 1 分の最小値を待つし、着実にメディアを通じて流体運動 (定常流体運動は、蠕動ポンプからボウルに入る流体の流れとを発生しますボウル ドレーンからの排出液の流れにほぼ等しい。
3. ビデオと収集データのキャプチャ。
   1. 流体定常運動 (ステップ 3.2.2) に達すると、コンピューターの画面上の赤いレコードのアイコンをクリックしてカメラをトリガーし、選ばれた時間の画像を記録する赤いトリガー チェック マークをクリックして。カメラは指定された画像を記録し、イメージを内部メモリに保存します。図 2 aは、5060 画像のセットから 1 つのイメージの例です。
   2. データを収集した後、コンセントから取り外すことによって振動システムをシャット ダウンし、「時計回りに」を"off"のスイッチを弾くことによって蠕動性ポンプを非アクティブ化します。
      注: プロトコルはここで一時停止することができます。

4. プロセス PIV を用いた映像データ

1. PIV の処理のための高速カメラの画像を準備します。
   1. 2.1.9 のステップで説明されている手順に従って TIFF ファイルとして取得された画像を保存します。(現在のシステムで 5060 イメージ フレーム収集以上 10.12 s 引き継ぐを転送する時間です。)画像を転送すると、「完了」状態を示すボックス画面に表示されます。同じファイル 002 として識別されるサブフォルダー内の校正ファイルとディレクトリ。カメラから画像を削除します。
   2. PIV ソフトウェアによって処理を有効にするグレー スケール イメージにカラー画像を変換します。データ分析ソフトウェアに画像をアップロードするには、"imread()"関数を使用します。"Rgb2gray()"関数を使用してイメージのコピーを変換し、"imwrite()"関数を使用して新しいフォルダーにこれらの新しいイメージを保存/書き込み。
      メモ: このプロセス/データ分析関数データ解析ソフトウェアの複数の種類があり、研究者によって完全なプログラムとして書かれています。グレースケールに変換しているした後、図 2 cは拡大画像の例 PIV によって処理されます。
2. PIV ソフトウェアを使用して、速度を計算します。
   1. PIV ソフトウェア環境に単一のフレーム画像とグレースケール画像のセットをインポートするのにインポート ウィザードを使用します。「ファイル」をクリックして、インポート開始し、、「インポート」と「イメージのインポート」を選択します。 イメージ インポート ウィザード] ダイアログ ボックスが表示されます。 メニューから「シングル フレーム」インポート オプションを選択し、「画像を追加」ボタンをクリックして。 キャリブレーション イメージを選択し、クリックして「開く」画像を「画像をインポート」ダイアログのリスト ボックスを追加します。 画像をインポートすると、最初に追加校正画像 (ステップ 2.1.9) インポート リストの上部のイメージをあります。 「画像を追加」ボタンをもう一度クリックし、すべてのデータ画像、「開く」「画像をインポート」ダイアログ ボックスに追加する] をクリックします。 すべての目的の画像を選択したら「次へ」をクリックしてします。使用するカメラ設定を入力し、ダイアログ ボックスにフレーム レートやピクセル ピッチを含めます。「次へ」、インポート プロセスを完了する [完了] をクリックします。
   2. PIV ソフトウェアに画像セットと入力の長さスケール パラメーターからキャリブレーション イメージを分離します。
      1. 内容一覧が表示されていない場合、インポートしたイメージの設定を右クリックし、データ基本ツリーで画面の左側にある「内容リストを表示」を選択。校正イメージだった最初のインポートされたイメージと仮定すると、リストの 2 番目のイメージを右クリックし、「分割アンサンブルからここ」選択します。ドラッグ アンド「新しい校正」というラベルの付いた画面の左上の場所に新しく作成されたイメージ セット (キャリブレーション イメージのみを含む) をドロップします。
      2. 新たに配置されたキャリブレーション イメージ セットを右クリックし、「メジャー スケール係数」を選択します。校正イメージが画面上に表示されたときの画像を"A"と"B"のマーカーの位置定規 (またはその他のオブジェクトのルーラーを使用しなかった場合は、サイズを知る) と「絶対距離」テキスト ボックスでマーカー間距離を入力。キャリブレーションの設定を保存し、ダイアログ ボックスを閉じて、キャリブレーション イメージ「メジャー スケール ファクター」ダイアログ ボックスで「OK」をクリックします。
   3. インポートしたイメージのセットを選択することによってイメージのペアのセットを作成し、「分析」をクリックします。次に利用可能な解析のメソッドの一覧から「ダブル フレームを作る」を選択します。選択」(1-2、2-3、3-4、.(N-1) 画像をダブルクリック)"オプションのスタイルします。
      1. (キャリブレーション イメージ) を除く画像セットに任意の画像を開くと画像上で右クリックし、「粒子密度」を選択します。ダイアログ ボックス表示認識粒子が画面に表示されます。プローブ領域のビューが拡大表示されます。このダイアログ ボックスの設定タブをクリックして、3 粒子の最小値は一貫してプローブ エリアで見られるまで「プローブ サイズ領域」を変更。 このプローブ エリア サイズ 4.2.5 の手順で入力した尋問領域のサイズになります。
   4. PIV 処理アルゴリズムと関連するパラメーターを選択する設定の選択した画像を「分析」コマンドを使用します。「適応型相関」方法を選択し、手順 4.2.5 で空間のベクトルを定義する使用するピクセルの領域を定義します。(このプロセスは、n × n ピクセル「尋問エリア」のグリッドに画像を分割)
   5. 「尋問領域」タブを検索し (このメソッドは、32 ピクセル × 32 ピクセルが使用された) ため、8 ピクセルの最小値と最大 256 ピクセル間の利用可能な尋問領域サイズのいずれかを選択して、尋問領域サイズを設定します。4.2.3.1 手順で確認した値を入力します。
      1. 作成したベクトルの密度を高める、0%、25%、50%、75% の重複をドロップ ダウン メニューから選択して尋問「オーバー ラップ」の割合を追加します。
   6. 「適応型相関」ダイアログ ボックスで"OK"を選択して測定粒速度場につながる解析を実行します。システムの分析を開始します。 システムは、データを処理する最初のベクター マップ画面に表示されます。推定速度および方向図 2 cに見られるようにによって満足のいく表示されますを決定する最初のいくつかの速度フィールドを調べます。現実的な速度フィールドが表示されない場合は、分析セッションを取り消す手順 4.2.4 と分析の設定を変更します。(分析が完了したら、FOV にまたがる偏向フィールド作成されますセット (ステップ 4.2.3) のイメージのペアごとに)。図 2 cは、グレースケール画像にオーバーレイされている解析プロセス中に、例の満足のいくベクトル フィールドを示しています。
      注: 各 n × n ピクセル尋問領域の PIV ソフトウェアはサブ grain スケール明るい対応するパターンを次のイメージにキャプチャされた尋問領域内のパターンを比較します。この比較から PIV ソフトウェアは地域平均変位ベクトルを決定しますと最後に、割ってフレーム間の時間増分で、エリア平均速度、を指します通信エリアに。現在の実験では、尋問の各領域から成って n x n = 32 x 32 ピクセル;各 210 mm × 160 mm 視野をサブディバイド尋問領域の合計数はこうして 47 × 35 1504 x 1128 ピクセルに対応するだった

5. プロセス振動データ

注: 手順 5 すること同時にステップ 4 に別のコンピュータ システムまたは解析ソフトウェアを使用する場合。

1. データ分析ソフトウェアを開き、振動のボウルは、集録されたデータを空に加速度計をもたらす"load()"関数を使用して (手順 1.2.2)。高速"fft()"関数を使用してデータのフーリエ変換を行います。「プロット」関数を使用してデータの図を作成します。振動のボウルが存在するメディア (手順 1.2.5) を持っていたときに買収されたデータを繰り返します。
   メモ: このプロセス/データ分析関数データ解析ソフトウェアの複数の種類があり、研究者によって完全なプログラムとして書かれています。
   1. 分子流体力学的過程を研究するために、データ処理操作の数が一般的に必要です。メインの処理手続の概要、以下のセクション代表結果と考察を参照してください。Keanini を参照してくださいら。(2017)¹² PIV 計測方法の詳細については、分子流体力学系での動的な情報を抽出する使用できます。

結果

代表的な結果を提示、我々 を参照してください連続時系列プロセス、それらの観測・予測、時間スケールで長特性粒衝突時間スケールを基準にしている 、 粒子時間スケール観察し、時間スケールで予測したものとして処理のためにまたはより小さい

ディスカッション

分子流体力学的プロセスを調査するためには、巨視的な類縁体として振動粒杭を使用、するために、想いをしましたする必要があります、一方で学ぶ 4 つの基本的な測定を使用してし、一方で、平衡のいくつかの基本的な要素をマスターし、非平衡統計力学。最初実験測定に着目し、これらが含まれて: i) 単一粒子速度相関関数、ii) 時間の平均/長期スケール表面粒の速度の測定の観測を通じた個々 の穀物のダイナミクス計測フィールド、iii) 粒メディアの効果的な粘度、および iv の測定) メディア ボール、空とメディアでいっぱいの振動スペクトルの測定。

単一粒子速度相関関数の測定

単一粒子速度相関関数の測定を介して個々 の粒子、本手法における振動粒またはマイクロ スケールにおける分子のランダムなダイナミクスを検討している ²。小、例えば、二原子分子、三原子分...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
振動研磨ボウル	Raytech	AV-75
流量計	蠕動ポンプ	913 Mity Flex
Scale	Pelouze	4040
三軸加速度計	PCB ピエゾトロニクス	PCB 356B11	加速度計 センサー付き 信号コンディショナー
データ収集コンピューター	IBM	Thinkpad	高スピードカメラ
ハイスピードカメラ	レッドレイク	Motionxtra HG-XR
ズームレンズ	タムロン	A18	18-250mm F/3.5-6.3
高輝度 Light	ARRI	EB 400/575 D
データ処理コンピュータ	Dell	Dell Precision Tower 7910
PIV ソフトウェア	Dantec Dynamics	Dynamic Studio 2013	version 3.41.38
データ収集ハードウェア	National Instruments	SCXI	SCXI-1000 Chasis with SCXI 1100 Card and SCXI 1303 Adapter
Data Acquisition Software	National Instruments	LabVIEW 2012
データ処理ソフトウェア	MATHWORKS	MATLAB
研磨 メディア	Rosler	RSG10/10S	複数のメディアタイプを使用(混合、球形、三角形)
研磨液	ロスラーFC	KFL (3%)	% 水入り石鹸液
支配スケール	スイス精密機器	13-911-3
メスシリンダー	グローバルサイエンティフィック	601082