Name: Wizualizacja przepływu hiporheicznego przez formy łóżka za pomocą eksperymentów i symulacji barwników (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-11-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 49 s
Description: Poznaj metodę wizualizacji przepływu hiporheicznego przez formy łóżka z wykorzystaniem eksperymentów fizycznych i symulacji komputerowych NetLogo. To podejście łączy laboratorium z modelowaniem.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Ten materiał jest oparty na pracy wspieranej przez granty National Science Foundation EAR-0810270, EAR-1215898 i EAR-1344280, a także stypendium badawcze dla absolwentów NSF.

1. Oprogramowanie do symulacji
<ol>
	<li>Należy użyć oprogramowania opisanego w tej sekcji.
	<ol>
		<li>Pobrać i zainstalować bezpłatną platformę symulacyjną i język modelowania wieloagentowego o otwartym kodzie źródłowym, NetLogo (Dostępne: <a href="http://ccl.northwestern.edu/netlogo/">http://ccl.northwestern.edu/netlogo/</a>, wersja 5.1 lub nowsza). 
		Uwaga: Oprogramowanie to jest dostępne bezpłatnie i działa na wszystkich głównych systemach operacyjnych (Windows/Mac/Linux).</li>
		<li>Pobrać dwa konkretne pliki skryptów symulacyjnych (mousedrop.nlogo oraz interface.nlogo), które towarzyszą tej procedurze laboratoryjnej. (Dostępne: <a href="http://modelingcommons.org/browse/one_model/4259">http://modelingcommons.org/browse/one_model/4259</a> oraz <a href="http://modelingcommons.org/browse/one_model/4258">http://modelingcommons.org/browse/one_model/4258</a>) 
		Uwaga: Po zainstalowaniu platformy symulacyjnej i pobraniu tych plików, dwukrotne kliknięcie w nie automatycznie otwiera symulacje, gotowe do uruchomienia.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Demonstracja w kanale hydraulicznym
<ol>
	<li>Przygotuj laboratoryjny kanał hydrauliczny w taki sposób, aby wszystkie parametry (Tabela 1) mieściły się w zakresach parametrów symulacji mousedrop. 
	Uwaga: Ograniczenia te można dostosować w mousedrop, jeśli jest to wymagane dla systemu fizycznego, poprzez edycję suwaków.
	<ol>
		<li>Wsyp do kanału warstwę piasku o grubości około 15-25 cm. Zmierz i zanotuj przewodność hydrauliczną oraz porowatość piasku zgodnie ze standardowymi metodami32,33.</li>
		<li>Napełnij kanał wodą do wysokości około 20-30 cm.</li>
		<li>Uruchom kanał i zwiększ natężenie przepływu do poziomu wystarczającego do przemieszczania ziaren piasku, a tym samym do tworzenia form dna. 
		Uwaga: Natężenie przepływu można dalej korygować w celu doprecyzowania charakterystyki form dna wraz z nabywaniem doświadczenia. Wielkość form dna jest wynikiem natężenia przepływu, głębokości wody i właściwości piasku.</li>
		<li>Pozostaw formy dna do rozwoju przez 12-24 h, aby ukształtowała się naturalna morfologia wydm/zmarszczek. Aby przyspieszyć ten proces, uformuj ręcznie regularne wydmy, a następnie pozwól na transport osadów przez 4-12 h. Alternatywnie, uformuj ręcznie regularne wydmy trójkątne. 
		Uwaga: Regularne wydmy trójkątne dadzą regularne wzorce wymiany hyporejnej, ale nie wykażą tak dużej złożoności jak naturalne formy dna w postaci wydm/zmarszczek.</li>
		<li>Po uzyskaniu pożądanych form dna zmniejsz natężenie przepływu wody, aż transport osadów dennych zwolni, a charakterystyka form dna przestanie się zmieniać.
		<ol>
			<li>Obserwuj wizualnie ruch ziaren osadu tworzących dno i zmniejszaj przepływ do momentu ustania ruchu. 
			Uwaga: Pozwoli to zachować morfologię dna przez cały czas trwania eksperymentu.</li>
			<li>Aby potwierdzić, że nie zachodzi powolny, epizodyczny ruch, zaznacz lub sfotografuj pozycje form dna, a następnie zaobserwuj je w późniejszym czasie. 
			Uwaga: Ważne jest jedynie, aby formy dna nie przemieszczały się znacząco w ramach czasowych eksperymentu, zatem zapewnia to wystarczający czas obserwacji do potwierdzenia stabilności form dna.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Dostosuj nachylenie kanału i/lub głębokość wody, aby uzyskać przepływ jednostajny przy zmniejszonym natężeniu przepływu.
		<ol>
			<li>Kontroluj nachylenie kanału za pomocą urządzeń wbudowanych w kanał, zazwyczaj zmotoryzowanego podnośnika lub korby ręcznej. Dostosuj głębokość wody, dodając lub usuwając wodę z kanału. 
			Uwaga: W zastosowanej tutaj konfiguracji eksperymentalnej cały kanał jest zamocowany na przegubie na końcu dolnym, a nachylenie jest ustawiane za pomocą zmotoryzowanego podnośnika na końcu górnym.</li>
			<li>Podczas pracy pompy wybierz dwa miejsca wzdłużne zaznaczone liniami prostopadłymi do dna kanału. W tych miejscach użyj linijki, aby zmierzyć odległość wzdłuż tych linii prostopadłych między powierzchnią wody a dnem kanału. 
			Uwaga: W zależności od konfiguracji kanału, dno kanału może służyć jako lepsza pochylona linia odniesienia niż samo dno. Wybór większej odległości wzdłużnej zapewni większą dokładność.</li>
			<li>Koryguj nachylenie kanału i/lub głębokość wody i powtarzaj pomiary, aż pomiary odległości pionowej będą takie same, aby uzyskać przepływ jednostajny. Zmierz pochyloną odległość poziomą wzdłuż dna kanału między tymi dwoma miejscami wzdłużnymi.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Zatrzymaj pompę i poczekaj, aż woda przestanie się poruszać; zapewni to poziomą powierzchnię. Ponownie zmierz odległość między górną krawędzią kanału a powierzchnią wody w każdym miejscu wzdłużnym. 
		Uwaga: Nachylenie kanału jest równe różnicy między tymi pomiarami podzielonej przez pochyloną odległość poziomą między nimi.</li>
		<li>Ponownie uruchom pompę.</li>
		<li>Wybierz sekcję testową, która powinna znajdować się w pobliżu środka lub końcowego odcinka kanału, gdzie wydmy utworzyły regularny wzór. Upewnij się, że sekcja ta obejmuje co najmniej jedną pełną formę dna.</li>
		<li>Zmierz i zanotuj średnią głębokość osadu (D) w sekcji testowej za pomocą dowolnego ręcznego przyrządu pomiarowego (idealne są linijki przezroczyste). Dla uproszczenia zastosuj średnią odległość grzbietu i rynny od dna kanału.</li>
		<li>Zmierz i zanotuj za pomocą linijki średnią wysokość formy dna w sekcji testowej, zdefiniowaną jako różnica między głębokością osadu na grzbiecie a głębokością osadu w rynnie. Zmierz kilka form dna, aby uzyskać dobrą wartość średnią.</li>
		<li>Ponownie używając linijki, zmierz i zanotuj średnią głębokość wody (d) w sekcji testowej, zdefiniowaną jako średnia odległość od powierzchni wody do piaszczystego dna. Ponownie, dla uproszczenia, zastosuj średnią głębokość wody na grzbietach i w rynnach wydm.</li>
		<li>Zanotuj natężenie przepływu w kanale (Q) z przepływomierza i oblicz średnią prędkość jako Q / (d *w), gdzie w to szerokość kanału, a d to głębokość wody. 
		Uwaga: Nasz przepływomierz jest wbudowany w pętlę recyrkulacyjną kanału.</li>
		<li>Zmierz i zanotuj średnią długość fali formy dna w sekcji testowej. Zazwyczaj długość fali mierzy się jako odległość między kolejnymi grzbietami wydm.</li>
		<li>Otwórz symulację Mousedrop (na platformie NetLogo) i sprawdź, czy wszystkie pomiary mieszczą się w zakresach zmiennych określonych w interfejsie użytkownika symulacji. Jeśli zmierzony parametr wykracza poza zakres ograniczeń, dostosuj zakres parametru symulacji, klikając prawym przyciskiem myszy na „suwak” parametru, wybierając „edytuj” i korygując wartości min/max.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wizualizacja wymiany hyporejnej.
	<ol>
		<li>Ustaw aparat w stałym miejscu (najlepiej na statywie), skierowany ortogonalnie do ścianki kanału, tak aby pojedyncza forma dna w sekcji testowej znajdowała się w centrum zdjęcia. 
		Uwaga: Pozwoli to uniknąć problemów z perspektywą skośną.</li>
		<li>Wykonaj zdjęcie próbne, aby zweryfikować warunki. Dostosuj oświetlenie, jeśli pojawią się odblaski.</li>
		<li>Używając strzykawki i igły, wykonaj 2-3 małe wstrzyknięcia barwnika w pobliżu ścianki kanału. Upewnij się, że wstrzyknięcia te tworzą okrągłe plamy zabarwionej wody porowej o średnicy ok. 2 cm w różnych lokalizacjach pionowych i poziomych. Zachowaj ostrożność, aby zminimalizować zakłócenie piaszczystego dna podczas wstrzykiwania. 
		Uwaga: Wstrzykiwanie mniejszych objętości barwnika pozwala użytkownikowi dostrzec więcej szczegółów i obserwować poszczególne ścieżki przepływu.</li>
		<li>Zanotuj czas rozpoczęcia wstrzykiwania barwnika i wykonaj zdjęcie początkowe. 
		Opcjonalnie: Edukacyjnie można obrysować początkowe fronty barwnika markerami na folii przezroczystej, tak aby ruch barwnika był łatwo obserwowalny w laboratorium, ale takie obrysy zasłonią również niewielkie fragmenty frontów barwnika na zdjęciach, więc jest to rozwiązanie kompromisowe.</li>
		<li>Rejestruj pozycje frontu barwnika w odpowiednich odstępach czasu. W przypadku fotografii poklatkowej stosuj odstępy 30 s, aby uzyskać płynne wyniki.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Symulacja
<ol>
	<li>Uruchom symulację 1: Upadek myszy i porównać z obserwowanym transportem barwnika.
	<ol>
		<li>Otwórz skrypt symulacji o nazwie Mousedrop.nlogo. 
		<img alt="Sediment transport simulation; 3D diagram; dynamic equilibrium; channel velocity analysis." src="/files/ftp_upload/53285/53285fig2.jpg" width="600" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Figure 3"> 
		Rycina 2. Odchody myszy. Przedstawiono tutaj rozmieszczenie znaczników w siedmiu różnych momentach czasowych. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53285/53285fig2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a></li>
		<li>Dostosuj parametry fizyczne układu przedstawione w Tabela 1 aby dopasować warunki eksperymentalne w kanale hydraulicznym (w szczególności: Lambda, BedformHeight, BedDepth, HydrCond, Porosity, ChannelVelocity, Depth oraz Slope). Należy zwrócić szczególną uwagę na jednostki podczas wprowadzania parametrów wejściowych.</li>
		<li>Dostosuj suwaki Czas1, Czas2, itd. aby wskazać momenty, w których zmieni się kolor śledzenia symulacji. Należy ustawić te zmiany kolorów tak, aby odpowiadały czasom obserwacji, co ułatwi porównanie wyników symulacji z obserwacjami. 
		Uwaga: Jeśli Czas jeśli wszystkie parametry zostaną ustawione na 0, symulacja będzie wyświetlać jeden kolor w całym obszarze.</li>
		<li>Po ustawieniu wszystkich parametrów kliknij przycisk konfiguracja przycisk 
		Uwaga: Forma dna powinna być widoczna w widoku symulacji.</li>
		<li>Kliknij upadek myszy przycisk do wskazywania początkowych lokalizacji wirtualnych znaczników. Należy pamiętać, że można kliknąć w wielu lokalizacjach w złożu. Przetrzymanie przycisku myszy pozwala na uwolnienie większej ilości wirtualnego znacznika. Podczas symulowania ruchu barwnika należy użyć myszy do obrysowania frontów barwnika (granicy wokół barwnika) lub wypełnienia całego obszaru regionu zafarbowanego. 
		Uwaga: Wprowadzenie większej liczby wirtualnych znaczników spowoduje spowolnienie działania symulacji. Optymalne efekty wizualne będą zależeć od wydajności komputera.</li>
		<li>Po umieszczeniu wszystkich wirtualnych znaczników można kliknąć albo Przycisk przejścia do następnego punktu czasowego, co uruchomi symulację, a następnie zatrzyma ją po pierwszym cyklu; można również kliknąć przycisk go/stop, aby rozpocząć symulację w trybie ciągłym. Nie należy ponownie klikać przycisku setup, w przeciwnym razie konieczne będzie ponowne rozmieszczenie znaczników. 
		Uwaga: Po uruchomieniu symulacji prędkość dla położenia każdego znacznika jest obliczana na podstawie parametrów symulacji zawartych w równaniach 4 i 5. Znacznik przemieszcza się zgodnie z polem prędkości przez 100 symulowanych sekund, następnie obliczana jest prędkość w nowej lokalizacji i procedura jest powtarzana do momentu opuszczenia systemu przez znacznik.</li>
		<li>Opcjonalnie kliknij przycisk start/stop przycisk wielokrotnie, aby wstrzymać/w resumes symulację. Porównaj symulowane i zmierzone rozkłady barwnika w różnych punktach czasowych.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Uruchom symulację 2: Interfejs.
	<ol>
		<li>Otwórz skrypt zatytułowany Interfejs. 
		<img alt="Riverbed simulation diagram showing flow dynamics; channel velocity, particle paths, residence time." src="/files/ftp_upload/53285/53285fig3.jpg" width="600" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Figure 3"> 
		Rysunek 3. Interfejs. Przedstawiono przepływ 370 znaczników przez podłoże z wykorzystaniem interfejs symulacja. Ścieżki znaczników pokazują, gdzie znajdował się każdy znacznik od momentu jego wprowadzenia na styku wód powierzchniowych i podziemnych. Ostatecznie wszystkie ścieżki przepływu powinny powrócić do wód powierzchniowych. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53285/53285fig3large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a> 
		Uwaga: Niniejszy skrypt wprowadza wirtualne znaczniki na powierzchni koryta strumienia w sposób ważony strumieniem, w oparciu o obliczone prędkości podpowierzchniowe. Zapewnia to wizualną reprezentację względnych ilości wody wpływającej do koryta strumienia (i wypływającej z niego) w różnych lokalizacjach.</li>
		<li>Zacznij od kliknięcia konfiguracja następnie start/stop. 
		Uwaga: To uruchomi symulację z ustawieniami domyślnymi. ponowne naniesienie? Przełącznik jest początkowo ustawiony w pozycji wyłączonej, dzięki czemu wraz z upływem czasu będzie nanoszony wykres skumulowanego rozkładu czasu przebywania.</li>
		<li>Po zaobserwowaniu symulacji z parametrami domyślnymi, kliknij start/stop aby zatrzymać symulację.</li>
		<li>Zmień jeden lub więcej parametrów, a następnie kliknij konfiguracja następnie start/stop. 
		Uwaga: spowoduje to ponowne uruchomienie symulacji z wybranymi parametrami.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Huettel, M., Webster, I. T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHuettel%2C+M+%22Porewater+flow+in+permeable+sediments.+In%3A+The+benthic+boundary+layer%3A+Transport+processes+and+biogeochemistry%22">Porewater flow in permeable sediments. In: The benthic boundary layer: Transport processes and biogeochemistry</a>. Bordeau, B. P., Jørgensen, B. B. , Oxford University Press. New York. 144-179 (2001).</li>
<li>Bencala, K. E., Walters, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulation+of+Solute+Transport+in+a+Mountain+Pool-and-Riffle+Stream+-+a+Transient+Storage+Model%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resour+Res%22%5BJournal%5D)">Simulation of Solute Transport in a Mountain Pool-and-Riffle Stream - a Transient Storage Model.</a> Water Resour Res. 19, 718-724 (1983).</li>
<li>Williams, D. D., Hynes, H. B. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Occurrence+of+Benthos+Deep+in+Substratum+of+a+Stream%5BTitle%5D)+AND+%22Freshwater+Biol%22%5BJournal%5D)">Occurrence of Benthos Deep in Substratum of a Stream.</a> Freshwater Biol. 4, 233-255 (1974).</li>
<li>Benner, S. G., Smart, E. W., Moore, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal+Behavior+during+Surface+Groundwater+Interaction%2C+Silver-Bow+Creek%2C+Montana%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Metal Behavior during Surface Groundwater Interaction, Silver-Bow Creek, Montana.</a> Environ Sci Technol. 29, 1789-1795 (1995).</li>
<li>Fuller, C. C., Harvey, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactive+uptake+of+trace+metals+in+the+hyporheic+zone+of+a+mining-contaminated+stream%2C+Pinal+Creek%2C+Arizona%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Reactive uptake of trace metals in the hyporheic zone of a mining-contaminated stream, Pinal Creek, Arizona.</a> Environ Sci Technol. 34, 1150-1155 (2000).</li>
<li>Jones, J. B., Mulholland, P. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJones%2C+JB+%22Streams+and+Ground+Waters%22">Streams and Ground Waters</a>. , Academic Press. San Diego, CA. (1999).</li>
<li>McKnight, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spectrofluorometric+characterization+of+dissolved+organic+matter+for+indication+of+precursor+organic+material+and+aromaticity%5BTitle%5D)+AND+%22Limnol+Oceanogr%22%5BJournal%5D)">Spectrofluorometric characterization of dissolved organic matter for indication of precursor organic material and aromaticity.</a> Limnol Oceanogr. 46, 38-48 (2001).</li>
<li>Mulholland, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inter-biome+comparison+of+factors+controlling+stream+metabolism%5BTitle%5D)+AND+%22Freshwater+Biol%22%5BJournal%5D)">Inter-biome comparison of factors controlling stream metabolism.</a> Freshwater Biol. 46, 1503-1517 (2001).</li>
<li>Peterson, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+nitrogen+export+from+watersheds+by+headwater+streams%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Control of nitrogen export from watersheds by headwater streams.</a> Science. 292, 86-90 (2001).</li>
<li>Goolsby, D. A., Battaglin, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+changes+in+concentrations+and+flux+of+nitrogen+in+the+Mississippi+River+Basin%2C+USA%5BTitle%5D)+AND+%22Hydrol+Process%22%5BJournal%5D)">Long-term changes in concentrations and flux of nitrogen in the Mississippi River Basin, USA.</a> Hydrol Process. 15, 1209-1226 (2001).</li>
<li>Rabalais, N. N., Smith, L. E., Harper, D. E., Justic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+seasonal+hypoxia+on+continental+shelf+benthos%5BTitle%5D)+AND+%22Coast+Est+S%22%5BJournal%5D)">Effects of seasonal hypoxia on continental shelf benthos.</a> Coast Est S. 58, 211-240 (2001).</li>
<li>Huettel, M., Gust, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+bioroughness+on+interfacial+solute+exchange+in+permeable+sediments%5BTitle%5D)+AND+%22Mar+Ecol+Prog+Ser%22%5BJournal%5D)">Impact of bioroughness on interfacial solute exchange in permeable sediments.</a> Mar Ecol Prog Ser. 89, 253-267 (1992).</li>
<li>Cardenas, M. B., Wilson, J. L., Haggerty, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Residence+time+of+bedform-driven+hyporheic+exchange%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Water+Resour%22%5BJournal%5D)">Residence time of bedform-driven hyporheic exchange.</a> Adv Water Resour. 31, 1382-1386 (2008).</li>
<li>Stonedahl, S. H., Harvey, J. W., Detty, J., Aubeneau, A., Packman, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+controls+and+predictability+of+stream+hyporheic+flow+evaluated+with+a+multiscale+model%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resour+Res%22%5BJournal%5D)">Physical controls and predictability of stream hyporheic flow evaluated with a multiscale model.</a> Water Resour Res. 48, (2012).</li>
<li>Stonedahl, S. H., Harvey, J. W., Wörman, A., Salehin, M., Packman, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+multiscale+model+for+integrating+hyporheic+exchange+from+ripples+to+meanders%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resour+Res%22%5BJournal%5D)">A multiscale model for integrating hyporheic exchange from ripples to meanders.</a> Water Resour Res. 46, (2010).</li>
<li>Wörman, A., Packman, A. I., Marklund, L., Harvey, J. W., Stone, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fractal+topography+and+subsurface+water+flows+from+fluvial+bedforms+to+the+continental+shield%5BTitle%5D)+AND+%22Geophys+Res+Lett%22%5BJournal%5D)">Fractal topography and subsurface water flows from fluvial bedforms to the continental shield.</a> Geophys Res Lett. 34, (2007).</li>
<li>Tonina, D., Buffington, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+three-dimensional+model+for+analyzing+the+effects+of+salmon+redds+on+hyporheic+exchange+and+egg+pocket+habitat%5BTitle%5D)+AND+%22Can+J+Fish+Aquat+Sci%22%5BJournal%5D)">A three-dimensional model for analyzing the effects of salmon redds on hyporheic exchange and egg pocket habitat.</a> Can J Fish Aquat Sci. 66, 2157-2173 (2009).</li>
<li>Elliott, A. H., Brooks, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transfer+of+nonsorbing+solutes+to+a+streambed+with+bed+forms%3A+Theory%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resour+Res%22%5BJournal%5D)">Transfer of nonsorbing solutes to a streambed with bed forms: Theory.</a> Water Resour Res. 33, 123-136 (1997).</li>
<li>Elliott, A. H., Brooks, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transfer+of+nonsorbing+solutes+to+a+streambed+with+bed+forms%3A+Laboratory+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resour+Res%22%5BJournal%5D)">Transfer of nonsorbing solutes to a streambed with bed forms: Laboratory experiments.</a> Water Resour Res. 33, 137-151 (1997).</li>
<li>Wörman, A., Packman, A. I., Marklund, L., Harvey, J. W., Stone, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exact+three-dimensional+spectral+solution+to+surface-groundwater+interactions+with+arbitrary+surface+topography%5BTitle%5D)+AND+%22Geophys+Res+Lett%22%5BJournal%5D)">Exact three-dimensional spectral solution to surface-groundwater interactions with arbitrary surface topography.</a> Geophys Res Lett. 33, (2006).</li>
<li>Janssen, F., Cardenas, M. B., Sawyer, A. H., Dammrich, T., Krietsch, J., de Beer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparative+experimental+and+multiphysics+computational+fluid+dynamics+study+of+coupled+surface-subsurface+flow+in+bed+forms%5BTitle%5D)+AND+%22Wat+Resour+Res%22%5BJournal%5D)">A comparative experimental and multiphysics computational fluid dynamics study of coupled surface-subsurface flow in bed forms.</a> Wat Resour Res. 48, (2012).</li>
<li>Shen, H. W., Fehlman, H. M., Mendoza, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bed+Form+Resistances+in+Open+Channel+Flows%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hydraul+Eng-Asce%22%5BJournal%5D)">Bed Form Resistances in Open Channel Flows.</a> J Hydraul Eng-Asce. 116, 799-815 (1990).</li>
<li>Wilensky, U. NetLogo. , Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling, Northwestern University. Evanston, IL. Available from:
 <a target="_blank" href="http://ccl.northwestern.edu/netlogo/">http://ccl.northwestern.edu/netlogo/</a> (1999).</li>
<li>Ma, J., Nickerson, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hands-on+simulated%2C+and+remote+laboratories%3A+A+comparative+literature+review%5BTitle%5D)+AND+%22Acm+Comput+Surv%22%5BJournal%5D)">Hands-on simulated, and remote laboratories: A comparative literature review.</a> Acm Comput Surv. 38, (2006).</li>
<li>Nersessian, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conceptual+change+in+science+and+in+science+education%5BTitle%5D)+AND+%22Synthese%22%5BJournal%5D)">Conceptual change in science and in science education.</a> Synthese. 80, 163-183 (1989).</li>
<li>Magin, D., Kanapathipillai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+students%27+understanding+of+the+role+of+experimentation%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Engineering+Education%22%5BJournal%5D)">Engineering students' understanding of the role of experimentation.</a> European Journal of Engineering Education. 25, 351-358 (2000).</li>
<li>Shin, D., Yoon, E. S., Lee, K. Y., Lee, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+web-based%2C+interactive+virtual+laboratory+system+for+unit+operations+and+process+systems+engineering+education%3A+issues%2C+design+and+implementation%5BTitle%5D)+AND+%22Comput+Chem+Eng%22%5BJournal%5D)">A web-based, interactive virtual laboratory system for unit operations and process systems engineering education: issues, design and implementation.</a> Comput Chem Eng. 26, 319-330 (2002).</li>
<li>Smith, P. R., Pollard, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Role+of+Computer-Simulations+in+Engineering-Education%5BTitle%5D)+AND+%22Comput+Educ%22%5BJournal%5D)">The Role of Computer-Simulations in Engineering-Education.</a> Comput Educ. 10, 335-340 (1986).</li>
<li>Gillet, D., Ngoc, A. V. N., Rekik, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collaborative+web-based+experimentation+in+flexible+engineering+education%5BTitle%5D)+AND+%22Ieee+T+Educ%22%5BJournal%5D)">Collaborative web-based experimentation in flexible engineering education.</a> Ieee T Educ. 48, 696-704 (2005).</li>
<li>Subramanian, R., Marsic, I. ViBE: Virtual biology experiments. Proceedings of the 10th international conference on World Wide Web. , 316-325 (2001).</li>
<li>Blikstein, P., Fuhrmann, T., Greene, D., Salehi, S. Bifocal Modeling: Mixing Real and Virtual Labs for Advanced Science Learning. Proceedings of Idc 2012: The 11th International Conference on Interaction Design and Children. , 296-299 (2012).</li>
<li>Freeze, R. A., Cherry, J. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFreeze%2C+RA+%22Groundwater%22">Groundwater</a>. , Prentice-Hall. New Jersey. (1979).</li>
<li>Todd, D. K., Mays, L. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTodd%2C+DK+%22Groundwater+Hydrology%22">Groundwater Hydrology</a>. , 3, John Wiley & Son, Inc. New Jersey. (2005).</li>
<li>Box, G. E., Draper, N. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBox%2C+GE+%22Empirical+Model-Building+and+Response+Surfaces%22">Empirical Model-Building and Response Surfaces</a>. , John Wiley & Sons. (1987).</li>
<li>Flavell, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metacognition+and+cognitive+monitoring%3A+A+new+area+of+cognitive%E2%80%93developmental+inquiry%5BTitle%5D)+AND+%22American+Psychologist%22%5BJournal%5D)">Metacognition and cognitive monitoring: A new area of cognitive–developmental inquiry.</a> American Psychologist. 34, 906(1979).</li>
<li>Bransford, J. D., Brown, A. L., Cocking, R. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBransford%2C+JD+%22How+People+Learn%22">How People Learn</a>. , National Academy Press. Washington, DC. (2000).</li>
<li>Pintrich, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+metacognitive+knowledge+in+learning%2C+teaching%2C+and+assessing%5BTitle%5D)+AND+%22Theor+Pract%22%5BJournal%5D)">The role of metacognitive knowledge in learning, teaching, and assessing.</a> Theor Pract. 41 (4), 219-225 (2002).</li>
<li>Zohar, A., Ben David, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paving+a+clear+path+in+a+thick+forest%3A+a+conceptual+analysis+of+a+metacognitive+component%5BTitle%5D)+AND+%22Metacogn+Learn%22%5BJournal%5D)">Paving a clear path in a thick forest: a conceptual analysis of a metacognitive component.</a> Metacogn Learn. 4, 177-195 (2009).</li>
<li>Fox, A., Boano, F., Arnon, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+losing+and+gaining+streamflow+conditions+on+hyporheic+exchange+fluxes+induced+by+dune-shaped+bed+forms%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resour+Res%22%5BJournal%5D)">Impact of losing and gaining streamflow conditions on hyporheic exchange fluxes induced by dune-shaped bed forms.</a> Water Resour Res. 50, 1895-1907 (2014).</li>
<li>Norman, F. A., Cardenas, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heat+transport+in+hyporheic+zones+due+to+bedforms%3A+An+experimental+study%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resour+Res%22%5BJournal%5D)">Heat transport in hyporheic zones due to bedforms: An experimental study.</a> Water Resour Res. 50, 3568-3582 (2014).</li>
<li>Precht, E., Huettel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+wave-driven+advective+pore+water+exchange+in+a+permeable+coastal+sediment%5BTitle%5D)+AND+%22J+Sea+Res%22%5BJournal%5D)">Rapid wave-driven advective pore water exchange in a permeable coastal sediment.</a> J Sea Res. 51, 93-107 (2004).</li>
<li>Salehin, M., Packman, A. I., Paradis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyporheic+exchange+with+heterogeneous+streambeds%3A+Laboratory+experiments+and+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resour+Res%22%5BJournal%5D)">Hyporheic exchange with heterogeneous streambeds: Laboratory experiments and modeling.</a> Water Resour Res. 40, (2004).</li>
<li>Cardenas, M. B., Wilson, J. L., Zlotnik, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+heterogeneity%2C+bed+forms%2C+and+stream+curvature+on+subchannel+hyporheic+exchange%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resour+Res%22%5BJournal%5D)">Impact of heterogeneity, bed forms, and stream curvature on subchannel hyporheic exchange.</a> Water Resour Res. 40, (2004).</li>
<li>Sawyer, A. H., Cardenas, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyporheic+flow+and+residence+time+distributions+in+heterogeneous+cross-bedded+sediment%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resour+Res%22%5BJournal%5D)">Hyporheic flow and residence time distributions in heterogeneous cross-bedded sediment.</a> Water Resour Res. 45, (2009).</li>
<li>Boano, F., Camporeale, C., Revelli, R., Ridolfi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sinuosity-driven+hyporheic+exchange+in+meandering+rivers%5BTitle%5D)+AND+%22Geophys+Res+Lett%22%5BJournal%5D)">Sinuosity-driven hyporheic exchange in meandering rivers.</a> Geophys Res Lett. 33, (2006).</li>
<li>Cardenas, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+model+for+lateral+hyporheic+flow+based+on+valley+slope+and+channel+sinuosity%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resour+Res%22%5BJournal%5D)">A model for lateral hyporheic flow based on valley slope and channel sinuosity.</a> Water Resour Res. 45, (2009).</li>
<li>Tonina, D., Buffington, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyporheic+exchange+in+gravel+bed+rivers+with+pool-riffle+morphology%3A+Laboratory+experiments+and+three-dimensional+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resour+Res%22%5BJournal%5D)">Hyporheic exchange in gravel bed rivers with pool-riffle morphology: Laboratory experiments and three-dimensional modeling.</a> Water Resour Res. 43, (2007).</li>
<li>Harbaugh, A. W., Banta, E. R., Hill, M. C., McDonald, M. G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHarbaugh%2C+AW+%22MODFLOW-2000%2C+the+US+Geological+Survey+modular+ground-water+model%3A+User+guide+to+modularization+concepts+and+the+ground-water+flow+process%22">MODFLOW-2000, the US Geological Survey modular ground-water model: User guide to modularization concepts and the ground-water flow process</a>. , US Geological Survey. Reston, VA, USA. (2000).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W połączeniu z demonstracją koryta i symulacjami śledzenia cząstek stanowią kompleksowe wprowadzenie do przepływu hiporeicznego dla szerokiego grona odbiorców. Uczestnikom na wszystkich poziomach przedstawiono wizualne dowody na występowanie wymiany hiporeicznej indukowanej przez formy podłoża oraz silną zmienność podpowierzchniowych ścieżek przepływu pod formami podłoża. Procedury te mogą być wykorzystane jako prosta demonstracja przepływu wody porowej dla studentów studiów licencjackich lub studentów K-12 lub mogą być ...

<table><tbody><tr><td>Projekt</td><td>laboratorium inżynieryjnego</td><td>Flume</td><td>Niestandardowy kanał laboratoryjny z przezroczystymi bokami przez 24-48 godzin. Alternatywnie można zbudować mały kanał dydaktyczny za mniej niż 300 dolarów, postępując zgodnie ze wskazówkami zawartymi w naszych materiałach dodatkowych.</td></tr><tr><td>Przepływomierz</td><td>Rosemount&nbsp;</td><td>8800 wir&nbsp;</td><td>Znajduje się on wewnątrz pętli recyrkulacyjnej koryta</td></tr><tr><td>Piasek</td><td>USA. Krzemionka</td><td>F30</td><td>Piasek klasy badawczej tworzący warstwę o głębokości 10-20 cm w całym korycie</td></tr><tr><td>Próbki barwnika</td><td>z firm</td><td></td> spożywczych <td>Rozpuszczalny w wodzie barwnik spożywczy przekształcony w roztwór wodny. Najlepiej sprawdzają się ciemne kolory, takie jak czerwony, niebieski i zielony. (Unikaj barwników spożywczych w glikolu propylenowym.)</td></tr><tr><td>Strzykawka</td><td>HSW</td><td>4100.000V0</td><td>5-10 ml, np. HSW Norm-Ject 2-częściowa jednorazowa strzykawka</td></tr><tr><td>Igła do pipetowania</td><td>Cadence Science</td><td>7942</td><td>14-g, 6-calowa końcówka,&nbsp; do wstrzykiwania barwnika głęboko w piasek.</td></tr><tr><td>Aparat cyfrowy</td><td>Dowolny</td><td></td><td>aparat cyfrowy ze stabilnym statywem. (Kamery poklatkowe mogą być używane do zbierania szybkich, równomiernie rozmieszczonych danych). Użyliśmy aparatu Nikon D7000.</td></tr><tr><td>Linijka</td><td>Dowolna</td><td></td><td>przezroczysta jest najlepsza.</td></tr><tr><td>Taśma miernicza</td><td>Dowolne</td><td></td><td></td></tr><tr><td>oprogramowanie Netlogo</td><td>CCL</td><td></td><td><a href="http://ccl.northwestern.edu/netlogo/">http://ccl.northwestern.edu/netlogo/</a></td></tr><tr><td>Mousedrop.nlogo</td><td>Netlogo Commons</td><td>4259</td><td><a href="http://modelingcommons.org/browse/one_model/4259">http://modelingcommons.org/browse/one_model/4259</a></td></tr><tr><td>Interface.nlogo</td><td>Netlogo Commons</td><td>4258</td><td><a href="http://modelingcommons.org/browse/one_model/4258">http://modelingcommons.org/browse/one_model/4258</a></td></tr></tbody></table>

wizualizacja przepływu hiporheicznego przez formy łóżka za pomocą eksperymentów i symulacji barwników

Visualizing Hyporheic Flow Through Bedforms Using Dye Experiments and Simulation

Wymiana adwektywna między przestrzenią porów osadów a leżącym nad nią słupem wody, zwana wymianą hiporeiczną w środowiskach rzecznych, napędza transport substancji rozpuszczonych w rzekach i wiele ważnych procesów biogeochemicznych. Aby lepiej zrozumieć te procesy poprzez demonstrację wizualną, stworzyliśmy symulację przepływu hiporeicznego na wieloagentowej platformie modelowania komputerowego NetLogo. Symulacja pokazuje wirtualny znacznik przepływający przez koryto strumienia pokrytego dwuwymiarowymi formami podłoża. Charakterystyka osadu, przepływu i kształtu podłoża jest używana jako zmienne wejściowe dla modelu. Pokazujemy, w jaki sposób symulacje te pasują do obserwacji eksperymentalnych z laboratoryjnych eksperymentów na kanałach wodnych opartych na zmierzonych parametrach wejściowych. Barwnik jest wstrzykiwany do osadów korytowych w celu uwidocznienia przepływu wody porowej. Dla porównania, wirtualne cząstki znacznikowe są umieszczane w tych samych miejscach symulacji. Ta sprzężona symulacja i eksperyment laboratoryjny został z powodzeniem wykorzystany w laboratoriach licencjackich i magisterskich do bezpośredniej wizualizacji interakcji między rzeką a wodą porową i pokazania, w jaki sposób symulacje przepływu oparte na fizyce mogą odtwarzać zjawiska środowiskowe. Studenci zrobili zdjęcia łóżka przez przezroczyste ścianki koryta i porównali je z kształtami barwnika w tym samym czasie w symulacji. Doprowadziło to do powstania bardzo podobnych trendów, co pozwoliło studentom lepiej zrozumieć zarówno wzorce przepływu, jak i model matematyczny. Symulacje pozwalają również użytkownikowi szybko zwizualizować wpływ każdego parametru wejściowego poprzez przeprowadzenie wielu symulacji. Proces ten może być również wykorzystany w zastosowaniach badawczych do zilustrowania podstawowych procesów, powiązania strumieni międzyfazowych z transportem wody porowej oraz wsparcia ilościowego modelowania opartego na procesach.

Wykorzystanie symulacji w połączeniu z eksperymentami pozwala studentom zaobserwować podobieństwa i różnice między idealistycznymi modelami matematycznymi a bardziej złożonymi systemami rzeczywistymi. Rycina 4 przedstawia przykład porównania fotografii z wtryskiwania barwnika z symulacjami Mousedrop. Pierwsza fotografia służy do określenia rozmieszczenia symulowanego znacznika barwnego w czasie zero, a następnie symulację uruchamia się na 34,2 min i porównuje z fotografią wykonaną w tym czasie. ...

Ten manuskrypt opisuje, jak tworzyć regularne formy podłoża w korycie, wizualizować przepływ przez formy łóżka i używać symulacji komputerowych do symulacji przepływu hiporetycznego. Symulacje komputerowe wypadają dobrze w porównaniu z obserwacjami eksperymentalnymi. Ta sprzężona symulacja i eksperyment doskonale nadaje się zarówno do celów badawczych, jak i edukacyjnych.

Wizualizacja przepływu hiporheicznego przez formy łóżka za pomocą eksperymentów i symulacji barwników

Advective exchange between the pore space of sediments and the overlying water column, called hyporheic exchange in fluvial environments, drives solute ...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest eksperymentalne zademonstrowanie przepływu hiporeicznego (hypo EIC), wykorzystując oprogramowanie modelujące do stworzenia symulacji wykazującej silną zgodność z eksperymentem fizycznym. Metoda ta może pomóc w zaprezentowaniu kluczowych koncepcji z dziedziny hydrologii, pokazując, w jaki sposób przepływ wody przez osady pod korytem strumienia jest wpływany przez rodzaj osadu, topografię oraz właściwości wód powierzchniowych. Choć metoda ta może być wykorzystana do badania przepływu hiperreicznego (hyper IC), może być ona również stosowana w laboratoriach dydaktycznych w celu zademonstrowania przepływu hiperreicznego studentom na wszystkich poziomach nauczania.Główną zaletą tej techniki jest to, że łączy ona fizyczne eksperymenty laboratoryjne z interaktywnym oprogramowaniem komputerowym, które symuluje to samo zjawisko. Demonstracja wizualna ukazuje podobieństwa i rozbieżności przestrzenne pomiędzy eksperymentami fizycznymi a symulacjami, co sprzyja głębszemu zrozumieniu zasad hiper. Należy rozpocząć od zainstalowania wymaganego oprogramowania, którym jest net logo oraz dwa skrypty do uruchomienia w net.Logo, zrzut myszy i interfejs. Następni

visualizing-hyporheic-flow-through-bedforms-using-dye-experiments

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Urządzenia mikrofluidyczne mogą być wykorzystywane do wizualizacji złożonych procesów naturalnych w czasie rzeczywistym i w odpowiednich skalach fizycznych. Opracowaliśmy proste urządzenie mikrofluidyczne, które naśladuje kluczowe cechy naturalnych ośrodków porowatych, służące do badania wzrostu i transportu bakterii w podłożu gruntowym.

Okno na mikroświat: Proste systemy mikrofluidyczne do badania transportu drobnoustrojów w ośrodkach porowatych

Biofilmy mają złożone interakcje z otaczającym je środowiskiem. Aby kompleksowo zbadać interakcje biofilm - środowisko, przedstawiamy tutaj szereg metod tworzenia heterogenicznego środowiska chemicznego do rozwoju biofilmu, ilościowego określania lokalnej prędkości przepływu oraz analizy transportu masowego w koloniach biofilmu i wokół nich.

Metody charakteryzowania współrozwoju biofilmu i heterogeniczności siedlisk

To badanie przedstawia metodę wykopaliskową do badania podpowierzchniowej hydrologicznej, geochemicznej i mikrobiologicznej heterogeniczności lizymetru glebowego. Lizymetr symuluje sztuczne zbocze wzgórza, które początkowo było w jednorodnym stanie i zostało poddane działaniu około 5000 mm wody w ciągu ośmiu cykli nawadniania w okresie 18 miesięcy.

Wykopy lizymetryczne gleby do sprzężonych badań hydrologicznych, geochemicznych i mikrobiologicznych

Rękopis przedstawia protokół przeprowadzania eksperymentów z transportem osadów pod obciążeniem pokładowym, gdzie poruszające się cząstki są śledzone za pomocą analizy obrazu. Przedstawiono tu obiekt doświadczalny, procedury realizacji przebiegu i przetwarzania danych, a na koniec wyniki proof-of-concept.

Śledzenie cząstek lagrange'a na podstawie obrazu w eksperymentach z obciążeniem łóżka

Przedstawiono protokół badania dyfuzji pasywnych znaczników w przepływie napędzanym ciśnieniem laminarnym. Procedura ma zastosowanie do różnych geometrii rur kapilarnych.

Dyfuzja pasywnych znaczników w laminarnym przepływie ścinającym

Celem protokołu jest umożliwienie wizualizacji szczegółowych pól przepływu oraz określenie naprężeń bliskich granicy ścinania i normalnych w równowagowym otworze płuczkowym wywołanym przez wibrujący rurociąg.

Wizualizacja pola przepływu wokół rurociągu wibracyjnego w obrębie równowagowego otworu płuczącego

Aby określić ilościowo przepływ mikronaczyniowy na podstawie sekwencji obrazów przepływu kapilarnego o dużej prędkości, opracowaliśmy oprogramowanie STAFF (Spatial Temporal Analysis of Fieldwise Flow). Na całym polu obrazu i w czasie STAFF ocenia prędkości przepływu i generuje sekwencję oznaczonych kolorami map przestrzennych do wizualizacji i tabelarycznych danych wyjściowych do analiz ilościowych.

Przestrzenna analiza czasowa przepływu w terenie w mikrokrążeniu

Ten protokół opisuje symulację, wytwarzanie i charakterystykę absorberów metamateriałów THz. Takie absorbery, sprzężone z odpowiednim czujnikiem, mają zastosowanie w obrazowaniu i spektroskopii THz.

Symulacja, wytwarzanie i charakterystyka absorberów metamateriałowych THz

Komórka ścinająca jest przeznaczona do pomiarów rozpraszania neutronów pod małym kątem w płaszczyźnie gradientu prędkości-prędkości ścinania i służy do charakteryzowania złożonych płynów. Pomiary przestrzennie rozdzielcze w kierunku gradientu prędkości są możliwe do badania materiałów z pasmami ścinania. Zastosowania obejmują badania dyspersji koloidalnych, roztworów polimerowych i struktur samoorganizujących się.

Pomiar mikrostruktury materiału pod przepływem za pomocą rozpraszania neutronów w 1-2 płaszczyznach przepływu i małym kącie

Przedstawiamy protokół użycia trybometru wspomaganego piezoelektrycznie i profilometru optycznego do zbadania zależności zużycia ultradźwiękowego i redukcji tarcia od prędkości liniowej, nacisku kontaktowego i właściwości powierzchni.

Eksperymenty nad smarowaniem ultradźwiękowym przy użyciu trybometru wspomaganego piezoelektrycznie i profilometru optycznego

Poznaj metodę wizualizacji przepływu hiporheicznego przez formy łóżka z wykorzystaniem eksperymentów fizycznych i symulacji komputerowych NetLogo. To podejście łączy laboratorium z modelowaniem.

Wizualizacja przepływu hiporheicznego przez formy łóżka za pomocą eksperymentów i symulacji barwników

Przeglądaj więcej filmów