Dit manuscript wordt een volledig computergestuurde procedure waarmee het verkrijgen van betrouwbare statistische parameters uit experimenten van water golven opgewekt door gestage en onvast wind dwingen in een kleinschalige faciliteit beschreven.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Metingen van golven in de Tank van een Wind-Golf onder gestage en tijd tegenover wisselende Wind dwingen
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Dit manuscript beschrijft een experimentele procedure waarmee diverse kwantitatieve informatie over temporele en ruimtelijke ontwikkelingen van water golven opgewekt door tijdafhankelijke en constante wind dwingen verkrijgen. Capaciteit-type Golf gauge en Laser-helling meten (LSG) worden gebruikt voor het meten van de momentane water oppervlakte hoogte en twee componenten van de ogenblikkelijke oppervlakte helling op een aantal locaties langs de test deel van een wind-Golf-faciliteit. De computergestuurde blazer biedt luchtstroom over het water in de tank waarvan tarief in de tijd variëren kan. In de huidige experimenten stijgt de windsnelheid in het gedeelte test aanvankelijk snel van rest tot de ingestelde waarde. Het is vervolgens constant gehouden voor de voorgeschreven duur; tot slot, de luchtstroom wordt afgesloten. Aan het begin van elke experimentele run, het wateroppervlak is kalm en windstil is. Werking van de blazer wordt geïnitieerd gelijktijdig met de overname van gegevens van alle sensoren door een computer; data-acquisitie wordt voortgezet totdat de golven in de tank volledig verval. Meerdere onafhankelijke runs uitgevoerd onder identieke dwingen omstandigheden laten bepalen van statistisch betrouwbare ensemble-gemiddeld karakteristieke parameters die kwantitatief wind-golven variatie op tijd voor de eerste ontwikkelingsfase als beschrijven een functie van halen. De procedure kan ook die de ruimtelijke ontwikkeling van de Golf-veld onder constante wind dwingen, evenals verval van golven in de tijd, zodra de wind wordt afgesloten, als een functie van fetch kenmerkten.
Inleiding
Sinds de oudheid, is het al bekend dat golven op water oppervlakken zijn opgewonden door de wind. De huidige kennis van de fysische mechanismen die regelen van dit proces is verre van bevredigend. Talrijke theorieën proberen te beschrijven van wind-Golf generatie werden voorgesteld over het jaar1,2,3,4, maar hun betrouwbare experimentele validatie nog niet beschikbaar is. Metingen van willekeurige wind-golven in de Oceaan zijn zeer uitdagend vanwege de onvoorspelbare wind die snel in richting zo goed zoals in grootte kan variëren. Laboratori....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. hulpprogramma voor systeemvoorbereiding
- De tank vullen met leidingwater tot een diepte van ongeveer 20 cm om te voldoen aan de voorwaarde van het diepzee; Reinig het wateroppervlak van elke verontreinigende stoffen die invloed kunnen hebben op de oppervlaktespanning.
- Plaats het instrument vervoer op de gewenste fetch.
- Mount de Pitotbuis en plaats deze in het midden van het deel van de luchtstroom van de test-sectie.
- Monteer de Golf meter op een computergestuurde verticale podium om zijn statische kalibratie.
- Standpunt van de LSG-vergadering op de gewenste fetch en de zijdelingse afstand van ongeveer 7 cm....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De representatieve ensemble-gemiddeld-resultaten worden weergegeven in Figuur 6, Figuur 7en Figuur 8. De variatie van de RMS-waarden van de momentane oppervlakte hoogte <η2>1/2 , dat de amplitude van de golven van de willekeurige wind kenmerkt als aangegeven in Figuur 6 als functie van de tijd is verstreken sinds openi.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De huidige experimentele protocol is gericht op kwantitatieve karakterisering van een golf-veld onder het wankele wind dwingen die in tijd en ruimte evolueert. Aangezien wind-golven in wezen willekeurige en drie-dimensionale zijn, en dus snel in tijd en ruimte variëren, records van individuele realisaties van een groeiende wind-Golf-veld onder tijdafhankelijke wind dwingen kunnen alleen het bieden van kwalitatieve ramingen van de Raad van bestuur Golf de parameters. Voor het bereiken van het doel van dit protocol en verk.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
Auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd gesteund door de Israël Science Foundation, subsidie # 306/15.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| PSD | THORLABS | PDP90A | |
| Laser Diode | elke laserpointer ≤ 200 mW | ||
| Aspheric Fresnel Lens | EDMUND OPTICS | #46-390 | Diameter 10,4'', Brandlengte 9'' |
| Wave-gauge | op maat gemaakt | ||
| Pressure Transducer | MAMAC SYSTEMS | PR-274-R2-VDC | |
| Signal Conditioner | op maat gemaakt | ||
| Diffusive screen | EDMUND OPTICS | #02-147 | |
| Water tank | op maat gemaakt | ||
| A/D card PCI-6221 | National Instruments | 779066-01 | |
| Pitot tube | KIMO Instruments | 12971 | |
| 15° Nom. VIS-NIR Coated, Wedge Prism | EDMUND OPTICS | #47-624 | |
| 10° Nom. VIS 0° Coated, Wedge Prism | EDMUND OPTICS | #49-444 | |
| 2.5° Nom. Fused Silica Wedge Prism Uncoated | EDMUND OPTICS | #84-863 | |
| 4° Nom. Uncoated, Wedge Prism | EDMUND OPTICS | #43-650 | |
| 5.0° Nom. Fused Silica Wedge Prism Uncoated | EDMUND OPTICS | #84-865 | |
| LabView Full Development System | National Instruments | 776670-35 |
Referenties
- Sir William Thomson, F. R. S. Hydrokinetic solutions and observations. Philosophical Magazine. 42, 362-377 (1871).
- Jeffreys, H. On the formation of water waves by wind. Proc. Roy. Soc. London Ser. A. 107, 189-206 (1925).
- Miles, J. W. On the generation of surface waves by shear flow....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
