Fra flydende blonder til Drop Medusa konkurrerer forskere om det bedste billede af væskeflow
Hvert år på sit årlige møde sponsorerer American Physical Society's Division of Fluid Dynamics en konkurrence om de bedste billeder i en række forskellige kategorier, alle relateret til væskestrømmen.
Dette års Galleri blev præsenteret ved divisionens 76. møde i november i Washington, D.C., hvor 12 kunstneriske videoer og billeder blev udvalgt i fire forskellige kategorier. Her er nogle af vinderne.
'Flydende blonder'
3D-polymerprintere kræver omhyggelig justering for at spolere deres materiale ud i et substrat. Afsætning af for meget polymer for langsomt kan føre til mønsterdannende knæk eller spoler i trådens layout, da en del af tråden hober sig op på sig selv. Pæling oven på en eksisterende kinky spole kan føre til uorden og strukturelle ustabiliteter (se video).
Her optager et hold fra Princeton University mønsteret, når der trykkes for lidt materiale for langsomt. Det resulterende mønster giver lag, der er ordnede og stabile, en slags "kniplinger" med huller i en del af strukturen, der bruger mindre materiale og gør udskrivning hurtigere.
Hullerne i blonden kan styres af lagets højde og udskrivningshastigheden, hvilket ændrer tætheden af den endelige trykte struktur. Se videoen, mens du nyder Bachs violinsonate nr. 2 i a-mol.
'Drop Medusa'
Fremkaldelse af vibrationer i et lille væskedråbe i nul tyngdekraft skaber et opsigtsvækkende mønster af "stråler" og "kratere", der ligner skallen på frøet af et kastanjetræ.
Disse forskere, der skabte dette billede ud fra numeriske simuleringer, sammenligner det med håret på Medusa, den græske gudinde, der forvandlede tilskuere til sten. Derfor kalder de deres billede "Drop Medusa" (vist i starten af denne artikel).
Radiale vibrationer med høj amplitude med en regelmæssig frekvens på 1040 Hertz vibrationer fører til kaotiske, ikke-lineære bølger, hvor bølgeoverlejringerne skaber jet- og kratereffekten, når dråben brister.
'Hydroelastisk'
Som en visning af samspillet mellem hydrodynamik og elasticitet ("hydroelasticitet") fotograferede denne gruppe objekter, der faldt ned på en flydende vandoverflade. Hvis objektet kommer ind i vandet med tilstrækkelig hastighed, dannes der et lufthul omkring det, under overfladen.
Normalt har dette hulrum glatte vægge, men for visse stødlegemer skaber stødets kraft vibrationer, der efterlader en rede af nysgerrige bølger eller bølger langs væggene i lufthulrummet. At forstå dette samspil kunne, som forfatterne skriver, "have konsekvenser for biologiske dykkere eller konstruerede flåde- og rumfartsstrukturer."
Dynamikken for frostudbredelse
Vanddråber dannes, når fugt kommer i kontakt med en kold overflade, kaldet "åndefigurer". Dråberne smelter sammen til større dråber, hvor der dannes nye, mindre dråber i de tomme mellemrum mellem dem. I denne video viser en pludselig afkøling af den underliggende overflade, at dråberne fryser og frigiver latent varme, set med et infrarødt kamera.
Dråberne fryser fra overfladen og op; frost forplanter sig op ad overfladen af kondensvandsfigurerne ved at fryse individuelle dråber og danne isbroer mellem dem, der ender med en dejlig spids oven på de frosne dråber. Videoen her viser nogle af de smukke funktioner og bevægelser.
Flere galleriindlæg kan findes her. Udstillingen "Traveling Gallery of Fluid Motion", præsenteret af American Physical Society—Division of Fluid Dynamics, kan ses på National Academy of Sciences (CPNAS) kulturelle program fra 2. oktober 2023 til 23. februar 2024. Med titlen "Chaosmosis:Assigning Rhythm to the Turbulent", er det på 2101 Constitution Ave., N.W., Washington, D.C., National Academy of Sciences Building, Upstairs Gallery.
Flere oplysninger: Kilde:Gallery of Fluid Motion, præsenteret af APS Division of Fluid Dynamics, gfm.aps.org/
Lauren Dreier et al., Video:Liquid Lace, 76th Annual Meeting of APS Division of Fluid Dynamics—Gallery of Fluid Motion (2023). DOI:10.1103/APS.DFD.2023.GFM.V0087
Debashis Panda et al., Plakat:Drop Medusa, 76th Annual Meeting of APS Division of Fluid Dynamics—Gallery of Fluid Motion (2023). DOI:10.1103/APS.DFD.2023.GFM.P0030
John Antolik et al., Plakat:Hydroelastic, 76th Annual Meeting of APS Division of Fluid Dynamics—Gallery of Fluid Motion (2023). DOI:10.1103/APS.DFD.2023.GFM.P0008
David Paulovics et al., Video:Dynamics of Frost Propagation, 76th Annual Meeting of APS Division of Fluid Dynamics—Gallery of Fluid Motion (2023). DOI:10.1103/APS.DFD.2023.GFM.V0079
© 2023 Science X Network
Varme artikler
-
Nye rekorder opsat med lysskruerKamerabillede af en laserstråle i falsk farve, som består af fotoner i en superposition med kvantetal mellem +10, 000 og -10, 000. Efter at have zoomet ind to gange, strukturens enorme kompleksitet ka -
Forskere bruger trelagsgrafen til at observere mere robust superledningKunstnerfortolkning af snoet trelagsgrafen. Kredit:Polina Shmatkova &Margarita Davydova I 2018, fysikkens verden blev sat i brand med opdagelsen af, at når et ultratyndt lag kulstof, kaldet grafen -
Forskere opdager flerlags båndgab ved hjælp af sin egen teknologiKredit:CC0 Public Domain Koreanske forskere ved DGIST har bevist eksistensen af det øvre båndgab af atomart rheniumdisulfid (ReS 2 ) lag i den ledende atomare struktur af ioniseringsenergi. Ar -
Den foreslåede transistor er lavet af grafen og en todimensionel superlederFigur 1:Grafisk repræsentation af det foreslåede terahertz (THz) forstærkningssystem med et grafenark og en todimensionel superleder. Forstærkningen skyldes elektronernes koordinerede oscillerende adf