Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Høsttåge kan give ferskvand i ørkenområder

(a) Simulering af flow forbi en cylinder med inertielle partikler af Chan, sporing af partiklers indvirkning på opsamlerens overflade. (b) I simuleringer, sporing af en enkelt dråbebane fremkalder, at partiklen kolliderer (rød), når smøreinteraktion negligeres, og glider langs overfladen, når smøreeffekten er til stede (blå). (c) Lignende dynamik med smøring observeres i forsøg udført af Shahrokhian, hvor partikler næsten ikke rører og flygter fra at blive deponeret på opsamleren. (d) tredimensionelle simuleringstrådspartikler, der flyder forbi en kugle med små buler, efterligner overfladeegenskaber hos Namib biller. Kredit:Fan Kiat Chan og Aida Shahrokhian

Tåghøst er en potentiel praktisk kilde til ferskvand i tåget kystørken, og nuværende løsninger er afhængige af målerenet/masker. Maskens geometri, imidlertid, præsenterer en fysiologisk upassende form for massekroppe i millimeterskala, som insekter.

Fan Kiat Chan, fra University of Illinois i Urbana-Champaign, tilbyder biomimetiske tågeopsamlingsteknologier baseret på Namib ørkenbiller som en potentiel løsning. Chan vil diskutere, hvordan overflademorfologi kan påvirke omgivende flow for dråbeudbytte under en session på American Physical Society's Division of Fluid Dynamics 72nd Annual Meeting, som finder sted 23.-26. november, 2019, på Washington State Convention Center i Seattle.

"Ideen om at bruge tåge som kilde til ferskvand er blevet undersøgt siden 1980'erne forskellige steder, "Sagde Chan. Disse undersøgelser har ført til tågopsamling ved hjælp af net og masker, som nu almindeligt bruges på steder som Chile og Marokko, blandt mange andre. Designet er hentet fra tågeaflytningsmetoder, der bruges af træer og kan typisk opsamle omkring 53 liter vand på en gennemsnitlig dag.

Imidlertid, Namib ørkenbiller bruger en anden høstmekanisme end træer gør. Disse insekter bruger den uregelmæssige overflademorfologi - ujævne buler og flade områder - på ryggen til at opsamle ferskvand fra ørken tåge. Inspireret af Namib -billen, Chan og samarbejdspartnere Aida Shahrokhian og Hunter King, fra Mechanical Biomimetics and Open Design Lab ved University of Akron, undersøge, hvordan overflademorfologi påvirker den omgivende væskestrøm, hvilket fører til dråbeimpaktion ved høst.

"Lignende principper kan måske bruges til at designe vandflasker, der er i stand til at opsamle tåge, muliggør en mere bærbar kilde, "sagde Chan.

Chan vil diskutere den observerede stigning i samlerens effektivitet, når overfladestrukturer, såsom bump som dem fra Namib ørkenbiller, introduceres. Kombineret med mesh-baserede designs, disse opsamlere kan give en ekstra mulighed for ferskvandshøstning i områder med begrænset nedbør.

"Vandindholdet og hyppigheden af ​​tågedannelse kan variere afhængigt af placeringen og sæsonen, "sagde han." Selvom nedbør kan være sjælden i nogle regioner, det er, imidlertid, vigtigt at indse, at tåge ikke desto mindre er en forudsigelig og, derfor, pålidelig vandkilde. "

Snakken, "Overflademorfologi og flowdynamik til tågehøst, "vil blive præsenteret kl. 7:45 Pacific (USA) tirsdag, 26. november som en del af sessionen om generel væskedynamik.

Varme artikler