Name: 퍼지는 대류에 계단 구조의 진화 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-05T15:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 28 s
Description: 학습하세요 퍼지는 대류 계단 구조의 생성, 발달, 소멸 과정을 실험 장치를 통해 시뮬레이션하는 방법을. 이 기법은 층상 유체 역학 연구에 활용됩니다.

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이 작품은 중국 NSF 교부 금 (41706033, 91752108 및 41476167), Grangdong NSF 교부 금 (2017A030313242 및 2016A030311042) 및 LTO 그랜트 (LTOZZ1801)에 의해 지원 되었다.

1. 근무 탱크
참고: 실험 직사각형 탱크에서 수행 됩니다. 탱크 상단 및 하단 판과 측 벽에 포함 되어 있습니다. 상단 및 하단 플레이트 구리 전기 도금 표면 만들어집니다. 상단 플레이트 내에서 물 약 실이 있다. 전기 열 패드 하단 플레이트에 삽입 됩니다. 측 벽의 투명 한 유리 야 이루어집니다. 탱크 크기는 Lx 257 mm (길이), Ly = = 65 m m (폭) 및 Lz = 257 mm (높이). 측 벽의 두께 9.5 m m 이다입니다.
<ol><li>구리 판과 증류수와 신중 하 게 유리 측 벽을 청소.</li>
	<li>탱크는 탱크 방수 되도록 나사를 조립 한다.</li>
	<li>광학 테이블에 스테인리스 스틸 지원 프레임 (150 m m의 높이)를 설정 하 고 테이블에 작업 탱크에서 열 누설을 제한 하는 슬 래 브 사이 절연 열 프레임 위에 탱크를 수정.</li>
	<li>각 접시에 3 개의 서미스터 (0.01 ° C의 온도 안정성)을 삽입 하 고 디지털 멀티 미터에 연결. Note이 서미스터는 상단 및 하단 플레이트의 온도 모니터링 하는 데 사용 됩니다.</li>
	<li>마이크로 스케일 전도도 및 온도 계기 (MSCTI)는 탱크 내부 놓고 다기능 데이터 수집 (MDA)에 연결 합니다. 동력된 정밀 번역 단계 (MPTS)에 MSCTI를 수정 합니다. 참고: Note는 MSCTI 수 있습니다 수직으로 이동 하 여 아래로 이동할 수 있도록 작업 액체의 온도 염 분 단면도 달성 하는. 여기는 MSCTI는 1%의 0.01 ° C와 염 분 안정성의 온도 안정성. MPTS 0.005 m m의 위치 정확도 있다.</li>
	<li>디지털 멀티 미터와 다기능 데이터 수집, 샘플링 속도, 데이터 수집 채널 및 저장 경로 등의 해당 소프트웨어 프로그램에 매개 변수를 설정 합니다. 여기, 디지털 멀티 미터 및 다기능 데이터 수집의 샘플링 속도 1.0 및 128 Hz로 각각 설정.</li>
	<li>MPTS, 초기 위치를 포함 하 여 최저 / 최고 위치, 속도 및 가속도 MSCTI의 이동의 소프트웨어 프로그램에서 이동 매개 변수를 설정 합니다. 여기, 1 mm/s와 0.5 m m/s2, 이동 속도 가속도 설정 하 고 아래 접시 위에 20, 220 m m로 최저 / 최고 위치를 설정 합니다. 이것은 404 MPTS의 기간에는 업 다운 측정에 대 한 s. 가장 낮은 위치에 있는 MSCTI의 초기 위치를 설정 합니다.</li>
	<li>계속 실내 온도 거의 일정 한 두 개의 고 전력 에어컨 (3000 W의 작동 힘) 약 24 ° C.</li>
</ol>2. 광학 장치
참고:, 실험 기간 동안 DC 계단의 진화 것 모니터링으로 성취 shadowgraph 기법으로는 절차 아래
<ol><li>탱크의 외부에 추적 종이 (25.7 cm x 25.7 cm)를 연결 합니다.</li>
	<li>좁은 빔 LED 램프를 사용 하 여 광원으로. 거의 조명을 생성 될 수 있도록, 탱크의 다른 측면에서 광원 약 5 m를 놓습니다. 실험 DC 동안 유체 구조 계층은 액체의 밀도 변화 (굴절 색인의 변화에 대응 하는) 때문에 추적 종이에 조명.</li>
	<li>추적 용지의 같은 면에 고속 캠코더를 놓습니다. 그것은 탱크에서 약 1 m 대형 탱크와 계층된 구조를 기록 될 수 있도록입니다.</li>
	<li>캠코더의 샘플링 레이트를 설정 합니다. 참고 샘플링 속도 계단 발전의 세부 사항을 캡처하고 적절 한 이어야 한다. 여기, 캠코더의 샘플링 레이트 25 Hz입니다.</li>
	<li>램프와 캠코더, 그리고 약간 그들의 묘약과 거리를 조정, 그 이미지를 지우기 위해 캠코더에서 캡처할 수 있습니다.</li>
</ol>3입니다. 작동 유체
<ol><li>2 개의 탱크에 식 염 수와 신선한 물 준비.<ol>
<li>각자의 하단에서 유연한 튜브 (10 ㎝ 길이, 내경 6 m m 외경 10 m m에)에 의해 두 개의 동일한 직사각형 탱크 (탱크 A와 탱크 B) 가입.</li>
		<li>염 분 물, 소금 (즉, 염 분)의 대량 농도와 채우기 탱크 A 60 g/kg이 예제에서입니다.</li>
		<li>드 기름 신선한 물의 동등한 양으로 탱크 B와 전기 자력을 사용 하 여 지속적으로 균질 액체.</li>
		<li>실내 온도 (24 ° C)와 같은 두 탱크 내에서 초기 유체 온도 유지.</li>
	</ol>
</li>
	<li>일 탱크에서 선형 밀도 계층을 설정 합니다.<ol>
<li>더블 탱크 방법29 를 사용 하 여 작업 탱크에서 염 분 물의 초기 선형 계층을 설정.</li>
		<li>30 cm 작업 탱크 보다는 같은 높이에 탱크 A와 B를 배치 합니다. 그들의 바닥에서 다른 유연한 튜브 (2 m m 내부 직경에서 및 외부 직경에서 5 m m, 길이 50cm) 작업 탱크 탱크 B 가입. 이 두 탱크의 유체 압력 차이로 인해 유체 탱크 B에에서 천천히 작업 탱크에 주입 수 있습니다.</li>
		<li>0.45 mL에서 연동 펌프 흐름의 속도 제어/미 참고 전체 물 작업 탱크에 대 한 시간은 약 3 헤 일 탱크의 바닥에 염 분29 에 따라 계산 <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58316/58316eq1.jpg">(1) 어디 SA, V와 V0 는 염 분 탱크, 작업 탱크의 최종 유체 볼륨 및 탱크 A (또는 B)의 초기 유체 볼륨의 각각. SB 아래쪽과 위쪽에 신선한 물에는 염 분을 사용 하 여, 초기 계층 N0 의 부 력 주파수는 <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/58316/58316eq2.jpg">(2) 여기서 g는 중력 가속도, ρ0 기준 밀도 이며 β 염 수축 계수입니다. 참고 N0 이 예에서 1.14 rad/s로 계산 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 실험 실행
<ol><li>작업 탱크에 대 한 경계 조건을 설정 합니다.<ol>
<li>상단 플레이트의 물 방 8 균일 하 게 분산된 플라스틱 부드러운 튜브 (10 mm 안 직경 및 외부 직경에서 15 mm, 길이 150 cm)와 함께 냉장된 circulator에 연결 합니다. 참고 맨 위에 접시의 온도 냉장된 circulator의 온도에 따라 달라 집니다. 실내 온도 (24 ° C)로 동일 하 게 상단 플레이트의 온도 설정 합니다.</li>
		<li>직류 공급 하단 플레이트 내부 전기 난방 패드를 연결 합니다. 참고 열 유량으로 계산 된이 실험 동안 작동 유체에 제공 됩니다. <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/58316/58316eq3.jpg">(3) 곳에 U, R 및 A는 공급된 전압, 전기 저항 및 전기 난방의 효과적인 지역 패드, 각각. 이 예제에서 저항 및 효과적인 지역은 44.12 옴, 1.89 × 10-2 m2. 60 V, 그래서 총 열 플럭스 Fh 는 4317 W/m2으로 제공 된 전압을 설정 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>흐름 패턴을 기록 하는 캠코더를 켜십시오.</li>
	<li>디지털 멀티 미터, 다기능 데이터 수집 위쪽 및 아래쪽 접시와 온도의 온도 염 분 액체는 MSCTI를 사용 하 여 모니터를 켭니다.</li>
	<li>위쪽 및 아래쪽 작업 액체의 온도 염 분 프로필을 달성 하기 위해 MSCTI를 이동 MPTS 켭니다.</li>
	<li>냉장된 circulator 및 작동 유체의 위쪽 및 아래쪽 경계 조건 달성 하기 위해 직접 전류 공급을 켭니다. 참고: 참고는 생성, 개발, mergence, 및 DC 계단의 모든 실험 경험 하 고 그것은 지속 될 것 이다 대략 5 시간. 모든 DC 계단의 실종 후 해제는 직접 전류 공급, 냉장 Circulator, MPTS, 디지털 멀티 미터, 다기능 데이터 수집, 그리고 캠코더에.</li>
</ol>5입니다. 데이터 처리
<ol><li>Shadowgraph 이미지<ol>
<li>Matlab 프로그램을 사용 하 여 추가 분석을 위해 연속 이미지를 캠코더로 녹화 된 비디오를 변환. 이러한 이미지는 탱크 내의 흐름 패턴을 강조를 조정할. 설정 디지털 이미지 강도 나로 (x, z), 어디 (x, z)는 이미지의 왼쪽 아래 모서리에 원점 가진 가로 및 세로 좌표를 나타냅니다. (X, z)에 따라 다릅니다 참고 (0, 1) 256 회색 수준. 30 으로 배경 이미지를 각 이미지 표준화 <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/58316/58316eq4.jpg">(4) 어디 <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/58316/58316eq5.jpg"> 10 이미지 적용 되 고, 난방 및 냉각 하기 전에 찍은 평균 이미지 강도 <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/58316/58316eq6.jpg"> i의 강도 나타냅니다번째 이미지. 이 방법으로 이미지에 고정 된 결함을 제거할 수 있습니다. DC 패턴의 시간적 진화를 시험 하기 위하여 각 이미지 변환할 수 있습니다 하나의 수직 강도 변동 프로 파일, <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/58316/58316eq7.jpg"> , 이미지 강도 변동 따라 (즉, 루트-의미-스퀘어 강도의)를 계산 하 여는 수평 방향 <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/58316/58316eq7.jpg"> . 플롯 강도 변동 프로필 <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/58316/58316eq7.jpg"> DC 계단의 발전을 표시 하는 시간을 증가 함께 연속 이미지의.</li>
	</ol>
</li>
	<li>온도 염 분 프로필<ol>
<li>이 실험에서 온도의 수직 단면도 및 작업 액체의 염 분-아래로 움직이는 MSCTI에 의해 측정 됩니다. 시간 높이, 평균 이동 속도 w, 시간 t는 시작 시간 t0 (가장 낮은 위치에 해당), 최저 위치 hL 함께 MSCTI의 함수로 계산 하 고 가장 위치H, h <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/58316/58316eq8.jpg">(5) 어디 <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/58316/58316eq9.jpg"> 는 MSCTI 이동 기간 최저 (최고) 가장 높은 (낮은) 위치에서 n δ는 각각 정수 부분과 소수 부분. 다음으로 시간적 높이 함수로 계산 <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/58316/58316eq10.jpg">(6) 방정식 (6), n은 심지어 경우에 참고는 MSCTI는 이동 그렇지 않은 경우는 MSCTI 아래로 움직이고 있다입니다. 시간 시리즈 온도 T(t)와 염 분 S(t) 수직 온도 염 분 프로필을 높이 함수로 측면에서 플롯 합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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</ol>

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이 문서에 자세한 실험 프로토콜 직사각형 탱크에 thermohaline DC 계단 구조 시뮬레이션을 설명 합니다. 작업의 초기 선형 밀도 층 리 2 탱크 메서드를 사용 하 여 생성 됩니다. 상단 플레이트는 일정 한 온도 열 유 속에서 하단 하나에 유지 됩니다. Shadowgraph 기술 등의 생성, 개발, mergence, 실종, DC 계단의 전체 진화 과정 시각화는 고 온도 염 분의 분산이 높은 정확도 조사에 의해 기록 된다. 이러한 측정 한 수 질적으로 계단의 변화를 관찰 뿐만 아니라 온도, 염 분, 그리고 밀도의 변화 또한 양적 분석. 또한, 레이어 두께 열 플럭스의 분산이 해양 응용26,27 제자리에 대 한 매개 변수화 될 수 있습니다. 몇 가지 대표적인 실험 결과 표시 하 고 수치와 논의.
3.2 단계에서 탱크 A, 탱크 B와 작업 탱크 작업 탱크에 ...

이중 방산 대류 (DDC) 가장 중요 한 수직 혼합 프로세스 중 하나입니다. 그것은 반대 방향으로 구성 요소는 분명히 다른 분자 diffusivities1의 두 개 이상의 스칼라 구성 요소 기울기로 층 화 물 란의 수직 밀도 분포 제어 됩니다 때 발생 합니다. 그것은 널리 해양학2, 분위기3, 지질학4,5천체 물리학, 재료 과학6, 야 금7및 건축 공학8에서 발생합니다. DDC는 세계 바다의 거의 절반에 그리고 해양 다중 스케일 프로세스와9도 기후 변화 중요 한 영향.
DDC에 대 한 두 가지 기본 모드가 있습니다: 손가락 (SF)와 퍼지는 대류 (DC) 소금. SF 발생 때 따뜻하고, 짠 물 질량 overlies 층 화 환경에서 쿨러, 신선한 물. 따뜻하고 짠 물 추위와 신선한 물 아래 거짓말, DC 형성할 것 이다. DC의 놀라운 기능은 온도, 염 분, 밀도의 수직 단면도 계단 같은 동질적인 레이어와 얇은, 강하게 층 화 인터페이스 convecting alternant에 의해 구성. 주로 DC 오호츠크 해, 홍 해 및 아프리카 고 마 호수10높은 위도 바다와 북극과 남극 바다 등 일부 인테리어 소금 호수에서 발생합니다. 북극 바다에서 유역 및 영구 DC 계단 위와 깊은 바다11,12에서 존재 한다. Diapycnal 위 바다에서 혼합에 대 한 중요 한 효력이 있으며 크게 얼음-녹는, 최근 해양학 사회13에 점점 더 많은 관심을 자극 하는 영향을 미칠 수 있습니다.
DC 계단 구조 196914북극해에서 처음 발견 되었다. 그, Padman & 딜 론15, 후 Timmermans 외. 11, Sirevaag & 그다지16, 저 우 & 루12, 오클라호마 외. 17, Bebieva & Timmermans18, 그리고 Shibley 외. 19 세로 포함 하 여 북극해의 다른 분 지에 DC 계단 측정 및 수평 저울 convecting 레이어 및 인터페이스, 깊이 계단의 총 두께의 수직 열 전달, DC 프로세스에서 mesoscale 에디 고 계단 구조의 시간적, 공간적 변화. 슈미트 외. 20 와 서머 외. 21 고 마 호수에 미세 프로파일러를 사용 하 여 DC 계단을 관찰. 그들은 주요 구조 기능 및 DC의 열 플럭스를 보고 하 고 기존 패라메트릭 수식으로 측정된 열 플럭스를 비교. 컴퓨터 처리 속도 개선, DC의 수치 시뮬레이션 최근 완료 되었습니다, 그리고 예를 들어 인터페이스 검사 구조와 불안정, 인터페이스를 통해 열 전달 레이어 병합 이벤트22, 23 , 24.
필드 관측은 크게 바다 DC 따옴표에 대 한 이해 향상 되지만 측정은 강하게 불확정 해양 흐름 환경 및 악기. 예를 들어 DC 인터페이스는 매우 작은 수직 규모 일부 호수와 바다25, 0.1 m m 보다 얇은 있으며 몇 가지 특별 한 고해상도 악기 필요 하다. 실험실 실험 DC의 기본 동적 및 열역학 법칙을 탐험에 그것의 독특한 장점을 보여줍니다. 실험실 실험 하나 고 수 있습니다 DC 계단의 진화를 관찰, 측정 온도 염 분, 해양 응용26,27에 대 한 일부 매개 변수화를 제안. 또한, 실험실 실험에서 제어 변수와 조건을 쉽게 조정 필요에 따라. 터너 처음 1965 년에 실험실에서 DC 계단을 시뮬레이션 하 고 자주 업데이 트 에 현장 해양 관측28에에서 광범위 하 게 사용 되는 방산 인터페이스를 통해 열 전달 매개 변수화 제안 예를 들어 .
이 문서에 자세한 실험 프로토콜 아래에서 열 층 화 염 분 물에서 생성, 개발 및 실종를 포함 하 여 DC 계단의 진화 과정을 시뮬레이션 설명 되어 있습니다. 온도 염 분 마이크로 스케일 악기 shadowgraph 기법으로 모니터링 되 고 있는 DC 계단에 의해 측정 됩니다. 실험적인 체제, 진화 과정, 데이터 분석 및 토론 결과의 세부 사항에 설명 합니다. 초기 조건과 경계를 변경 하 여 현재 실험적인 체제 및 방법을 사용할 수 있는 다른 해양 현상, 해양 수평 대류, 심해 열 수 분출, 표면 혼합된 층 심화,의 효과 시뮬레이션 잠수함에 해양 순환, 지 열.

<table><tbody><tr><td>직사각형 탱크</td><td></td><td></td><td>맞춤형 부품</td></tr><tr><td>플렉시글라스</td><td></td><td></td><td>맞춤형 부품</td></tr><tr><td>전기 가열 패드</td><td></td><td></td><td>맞춤형 부품</td></tr><tr><td>증류수</td><td></td><td></td><td>여러 공급업체</td></tr><tr><td>광학 테이블</td><td>Liansheng Inc.</td><td>MRT-P/B</td><td></td></tr><tr><td>서미오스터</td><td></td><td></td><td>맞춤형 부품</td></tr><tr><td>디지털 멀티미터</td><td>Keithley Inc</td><td>모델 2700</td><td></td></tr><tr><td>마이크로 스케일 전도도 및 온도 기기(MSCTI)</td><td>PME. Inc.</td><td>모델 125</td><td></td></tr><tr><td>다기능 데이터 수집(MDA)</td><td>MCC. Inc.</td><td>USB-2048</td><td></td></tr><tr><td>전동 정밀 변환 스테이지(MPTS)</td><td>Thorlabs Inc.</td><td>LTS300</td><td></td></tr><tr><td>트레이싱 페이</td><td></td><td></td>퍼, <td>여러 공급업체</td></tr>, <tr><td>LED 램프</td><td></td><td></td>, <td>여러 공급업체</td></tr>, <tr><td>캠코더</td><td>, Sony Inc.</td><td>XDR-XR550</td><td></td></tr><tr><td>탈가스 신선한 물</td><td></td><td></td><td>맞춤 제작 부품</td></tr><tr><td>식염수</td><td></td><td></td><td>맞춤 제작 부품</td></tr><tr><td>유연한 튜브</td><td></td><td></td><td>여러 공급업체</td></tr><tr><td>전기 자석 스터러&nbsp;</td><td>메이잉푸 주식회사</td><td>MYP2011-100</td><td></td></tr><tr><td>연동 펌프</td><td>Zhisun Inc.</td><td>DDBT-201</td><td></td></tr><tr><td>냉장 순환기</td><td>Polyscience Inc.</td><td>모델 9702</td><td></td></tr><tr><td>플라스틱 소프트 튜브</td><td></td><td></td>: <td>여러 공급업체</td></tr><tr><td>, 직류 전원 공급 장치</td>, <td>GE, Inc.</td><td>GPS-3030</td><td></td></tr><tr><td>매트랩</td><td>매스웍</td>스<td>R2012a를 참조하십시오.</td><td></td></tr></tbody></table>

퍼지는 대류에 계단 구조의 진화

Evolution of Staircase Structures in Diffusive Convection

밀도 엄연히 다른 분자 diffusivities, 스칼라 그라디언트 반대 2에 의해 제어 됩니다 있고 큰-와 더 작은-확산 스칼라 그라디언트 부정적이 고 긍정적인 방산 대류 (DC) 수직 층 화 때 발생 밀도 분포에 대 한 기여 각각. DC는 많은 자연 프로세스 및 엔지니어링 응용 프로그램, 예를 들면, 해양학, 천체 물리학 및 야 금에서 발생합니다. 바다에서 DC의 가장 놀라운 기능 중 하나입니다 수직 온도 염 분 프로필 계단 모양의 구조, 두꺼운 균질 convecting 레이어 및 상대적으로 얇고 높은 그라데이션 인터페이스 연속 단계 구성. DC 계단 북극과 남극 바다에 특히 많은 바다에서 관찰 되었습니다 그리고 바다 순환과 기후 변화에 중요 한 역할. 북극 바다에서 유역 및 영구 DC 계단 위와 깊은 바다에 존재 한다. DC 프로세스 diapycnal 위 바다에서 혼합에 대 한 중요 한 효력이 있으며 크게 표면 얼음 녹는 영향을 미칠 수 있습니다. 경계 조건 및 제어 매개 변수 엄격 하 게 조정 될 수 있기 때문에 필드 관측의 한계에 비해, 실험실 실험 dc, 역동적이 고 열역학적 과정을 효과적으로 검사 하는 독특한 장점을 보여줍니다. 여기, 상세한 프로토콜의 생성, 개발 및 실종를 포함 하 여 층 화 염 분 물으로 채워진 직사각형 탱크에서 DC 계단 구조의 진화 과정을 시뮬레이션 설명 되어 있습니다. 실험적인 체제, 진화 과정, 데이터 분석 및 토론 결과의 세부 사항에 설명 합니다.

그림 1 실험 설치의 회로도 보여준다. 구성은 프로토콜에서 설명 합니다. 주요 부품 그림 1a 에 표시 되 고 자세한 작업 탱크 1b를 그림에 표시 됩니다. 그림 2 (Tb, 빨간 곡선) 아래와 위쪽 (Tt, 검은 곡선) 접시에 온도 변화를 보여준다. 그것 두 접시의 온도 실내 온도 (24 ° C)와 거의 같은 처음 표시 됩니다. T = 641 s, 최고 냉각 및 바닥 난방 적용 됩니다. 그럼, Tb Tt 는 시간 7683 s에 도달할 때까지 거의 일정 한 반면 57 ° C, 24 ° C에서, 급속 하 게 증가 하기 시작 합니다. 이 시간 범위 동안 난방 액체에 위쪽으로 전송 하지만 상단 플레이트에 도달 하지 않은 전망 이다. 약 t = 8...

널리 퍼지는 대류 (DC) 자연 처리와 균질 convecting 레이어 층 화 인터페이스와 계단의 시리즈 특징 엔지니어링 응용 프로그램에 발생 합니다. 실험적인 절차 직사각형 탱크에서 생성, 개발 및 실종를 포함 하 여 DC 계단 구조의 진화 과정을 시뮬레이션 설명 되어 있습니다.

Diffusive convection (DC) occurs when the vertical stratified density is controlled by two opposing scalar gradients that have distinctly different ...

이 방법은 확산 대류 계단 구조의 동적 프로세스에서 생성, 개발 및 소멸과 같은 주요 문제를 탐색하는 데 사용할 수 있습니다. 현재의 실험 설정을 통해 우리는 확산 대류의 진화를 명확하게 볼 수 있으며, 이는 불가능하지는 않더라도 바다에서 직접 관찰하기가 매우 어렵습니다. 작업 탱크의 구성 요소를 모으십시오.여기에는 구리 상단 및 하단 플레이트와 아크릴 측벽 어셈블리가 포함됩니다. 상판은 전기도금되어 있으며 튜브로 접근할 수 있는 수실을 둘러쌉니다. 또한 서미스터를 위한 장소도 있습니다.바닥판도 전기도금되어 있으며 서미스터용 슬롯이 있습니다. 발열 패드가 포함되어 있습니다. 증류수를 사용하여 구리판과 아크릴 측벽을 조심스럽게 청소하십시오.완료되면 나사를 사용하여 탱크를 조립하여 방수가 되는지 확인하십시오. 이 완성 된 탱크는 길이와 높이가 257mm이고 너비가 65mm입니다. 광학 테이블에서 스테인리스 스틸 지지 프레임을 설정합니다.프레임 위에 절연 슬래브를 놓습니다. 모든 것이 제자리에 있으면 조립된 탱크를 슬래브에 놓습니다. 서미스터를 상단 및 하단 플레이트에 삽입하고 데이터 수집 시스템에 연결합니다.서미스터는 그것이 놓인 플레이트의 온도를 모니터링합니다. 다음으로, 프로브를 장착하기 위해 정밀 수직 변환 스테이지를 제자리에 이동합니다. 상판을 통해 마이크로 스케일 전도도 및 온도 기기 센서를 탱크에 놓습니다.기기를 정밀 변환 스테이지에 고정합니다. 이제 센서 데이터 수집 및 서미스터 판독을 위한 소프트웨어를 설정하십시오. 탱크로 돌아가서 전도도 및 온도 센서의 위치를 조정하십시오.센서의 초기 위치를 가장 낮은 지점(여기에서 탱크 바닥에서 20mm 위)으로 설정합니다. 그런 다음 실험의 평행 이동 단계에 대한 동작의 매개변수를 설정합니다. 그림자 그래프 기법을 사용하여 실험을 모니터링합니다.이를 위해 탱크 한쪽 바깥쪽에 트레이싱 페이퍼 한 장을 부착하십시오. 탱크 반대편, 약 5m 떨어진 곳에 광원을 놓습니다. 거의 시준된 빔을 생성하려면 좁은 빔 LED를 광원으로 사용하십시오.고속 캠코더를 빔 경로의 트레이싱 페이퍼 앞에 약 1미터 정도 놓습니다. 램프와 캠코더를 켠 상태에서 선명한 이미지를 위해 위치를 조정합니다. 작동 유체에 대해 두 개의 동일한 직사각형 탱크를 얻습니다.탱크는 작업 탱크와 같은 크기입니다. 길이가 10cm인 고정된 유연한 튜브로 바닥에서 결합하십시오. 두 탱크를 같은 높이에 놓습니다.하나의 탱크에 전기 교반기가 있도록 준비하십시오. 다음으로, 유연한 50cm 튜브를 연동 펌프에 고정합니다. 튜브를 사용하여 교반기가 있는 탱크를 작업 탱크에 결합합니다.교반기가없는 탱크에 킬로그램 당 60 그램 농도의 식염수를 채 웁니다. 다른 탱크에 동일한 양의 탈기된 담수를 채웁니다. 탱크가 채워지면 연결 튜브를 풉니다.전기 교반기로 혼합 물을 지속적으로 균질화하십시오. 연동 펌프로 작업 탱크의 유량을 제어하십시오. 작업 탱크를 채우고 실험 준비를 하는 데 약 3시간이 걸립니다.실험의 경우 냉장 순환기를 사용하여 상판 경계 조건을 설정합니다. 상판에서 8개의 부드러운 플라스틱 튜브를 사용하여 수실과 냉장 순환기를 연결합니다. 순환기에서 상판의 온도를 실온으로 설정합니다.이제 바닥판의 가열 패드를 DC 전원 공급 장치에 연결하고 전력 수준을 설정합니다. 캠코더를 켜서 흐름 패턴을 기록합니다. 온도 및 염도 데이터 모니터링을 시작합니다.그런 다음 센서의 수직 동작을 시작합니다. 마지막으로 냉장 순환기와 DC 전원 공급 장치를 켜서 작동 유체 경계 조건을 달성합니다. 이것은 상판이 실온에 있고 바닥판이 가열될 때 촬영된 섀도우 그래프 이미지의 예입니다.이미지에는 유체 밀도가 균일한 세 개의 대류층이 있습니다. 또한 큰 밀도 구배가 존재하는 세 개의 계면 계층이 있습니다. 이 intensity fluctuation profile에는 인터페이스에 해당하는 3개의 피크가 있습니다.다음은 시간에 따른 강도 변동 프로파일의 진화이며, 이는 확산 대류 계단과 관련된 층 생성, 발달 및 소멸을 보여줍니다. 온도 프로파일과 염도 프로파일은 시스템의 시간 경과에 따른 진화에 대한 다른 관점을 제공합니다. 이러한 프로필에서 각 연속 선은 404초 동안 수집된 데이터를 나타냅니다.온도 프로파일의 데이터 세트는 각각 이전보다 섭씨 1.5도 오프셋됩니다. 염도 프로파일의 경우 각 데이터 세트는 이전 세트에서 킬로그램당 3g씩 오프셋됩니다. 이 방법은 또한 전 지구적 해양 순환, 혼합층 심화, 열수 기둥 분출과 같은 바다의 다른 현상을 시뮬레이션하는 데 적용할 수 있습니다.이 절차를 시도하려면 처음에 전도도 및 온도 센서를 변환 스테이지의 가장 낮은 위치로 조정하여 센서가 바닥판에서 충돌하는 것을 방지하는 것을 기억하십시오. 제시된 결과를 통해 우리는 층 두께, 열 플럭스의 새로운 매개변수화를 더욱 개발하고 확산 대류에서 확산성을 추가할 수 있으며, 이는 물리적 해양학 커뮤니티가 해양 응용 분야의 현상을 연구할 수 있는 길을 열 것입니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Environment

환경

협착된 동맥 곡률에 있는 스텐트 임플란트는 스텐트의 완전한 횡방향 파괴 및 골절된 부분의 선형 변위를 포함하는 "유형 IV" 실패가 발생하기 쉽습니다. 우리는 임상적으로 관련된 "유형 IV" 스텐트 실패의 하류에 있는 곡선 동맥 모델에서 2차 흐름(와류) 구조를 감지하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

180 ° 곡선 동맥 테스트 섹션에서 모델 유형 IV 스텐트 실패의 다운 스트림 보조 흐름 구조의 실험 조사

여기서는 물 온도 범위 웰 아래 물의 빙점에서, 2 냉매로서, 염수 차가운 욕에 도입되면 얼음의 발생을 입증하는 프로토콜을 제시한다. 이는 산업 얼음을 제조하는 다른 방법으로 사용될 수있다.

얼음 생성과 소금물의 차가운 목욕을 소개 물의 열 및 물질 전달 현상

적 층 압력 제어 흐름에서 수동 추적기의 확산의 연구에 대 한 프로토콜 제공 됩니다. 다양 한 모 세관 파이프 형상에 적용 되는 절차입니다.

층 류 전단 흐름에 수동 추적기의 확산

간단한 프로토콜은 다양 한 크기, 모양 및 물자의 hemiwicking 구조체의 제작을 위해 제공 됩니다. 프로토콜 물리적 스탬프, 성형, PDMS 및 일반적인 재료 증 착 기술을 통해 박막 표면 수정의 조합을 사용 합니다.

확장 가능한 우표 인쇄 및 Hemiwicking 표면의 제조

이 프로토콜의 목표는 화학 정원 주입 실험을 통해 시뮬레이션 된 수열 굴뚝을 형성하고 교육 목적으로 재현 할 수있는 3D 인쇄 가능한 콘덴서를 사용하여 무기 침전 막에 걸쳐 열 그라데이션을 도입하는 것입니다.

열그라이드 환경에서 초기 지구 수열 굴뚝 시뮬레이션

이 논문에서는 쌍곡선 Schauberger 깔때기에서 세 가지 다른 물 소용돌이 영역을 생성하는 방법, 가장 중요한 특성 및 산소 전달 속도와 같은 관련 매개 변수를 계산하는 방법에 대해 설명합니다.

자유 표면 쌍곡선 물 와류의 제조

발전소에서 연소 가스는 조류의 성장을위한 저렴한 CO 2 소스입니다. 우리는 시스템 "재배 조류하는 배기 가스"프로토 타입을 구축하고 조류 재배 과정을 확장하는 방법을 설명했다. 우리는 클로렐라 (SP)의 성장을위한 연도 가스의 최적의 동작을 시뮬레이션하고 설계하는 대량 전송 바이오 반응 모델의 사용을 증명하고있다. 조류 사진 - 생물 반응기.

컴퓨터 시뮬레이션을 통해 광 바이오 반응기에서 미세 조류의 성장을 촉진하기 위해 연소 가스 설정을 최적화

범블 비 하이브 내 미생물 컨소시엄 풍부 하 고 꽃가루 꿀벌 애벌레에 대 한 유지. 살 균 제 잔류물 꽃가루 미생물, 및 궁극적으로 식민지로 이어지는 식민지 인구 통계를 변경 하는 가설을 테스트 하는 데 사용 하는 프로토콜을 설명 합니다이 원고 실험실 및 필드 기반 실험 다음 세대 시퀀싱을 사용 하 여 손실입니다.

실험, Metagenomic, 및 계산 기법 밝히는 어떤 균 타협 꿀벌 건강 메커니즘

사람이 소비하는 담수 저장고에 시아노박테리아 독소가 존재하는 것은 물 관리 당국의 주요 관심사입니다. 수질 오염의 위험을 평가하기 위해 이 문서에서는 항체 마이크로어레이 칩을 사용하여 액체 및 고체 샘플에서 시아노박테리아 균주를 현장에서 검출하기 위한 프로토콜에 대해 설명합니다.

검출 실험 프로토콜 시아 노 박테리아 항체 마이크로 어레이 칩과 액체 및 고체 시료에

이 연구는 해양 박테리아 인 Vibrio anguillarum을 사용하여 나노 물질과 같은 새로운 오염 물질을 포함하여 오염 물질의 생태 독성을 평가하는 새로운 프로토콜을 설명 합니다. 이 방법은 6 시간 노출 후에 박테리아 배양 가능성을 50 % 감소시키는 농도 인 LC 50 또는 사망률을 결정합니다.

해양 박테리아와 생태 독성 학적 방법<em&gt; 비브리오 앵 귈라 룸</em&gt; 환경 오염 물질의 급성 독성 평가

학습하세요 퍼지는 대류 계단 구조의 생성, 발달, 소멸 과정을 실험 장치를 통해 시뮬레이션하는 방법을. 이 기법은 층상 유체 역학 연구에 활용됩니다.

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