211service.com
Lāsteku viļņojuma dīvainās īpašības
Dīvaina lāsteku iezīme ir tā, ka to virsmas dažkārt var kļūt viļņotas, kā parādīts attēlā. Šo viļņu viļņa garums vienmēr ir aptuveni 1 cm.
Apmēram pirms desmit gadiem Kazuto Ueno, kas tagad strādā Kvebekas Universitātē Čicoutimi Kanādā, izstrādāja teorētisku modeli šīs parādības izskaidrošanai.
Viņa domāšana notiek šādi. Lāstekas ir pārklātas ar plānu ūdens kārtu, kas pārdzesēts līdz 0 grādiem C, un tas plūst gravitācijas spēka ietekmē. Kad šis slānis sasalst, tas atbrīvo siltumu, kas var vieglāk izstarot no viļņojuma izliektās daļas nekā ieliektā daļa. Tāpēc ledus galvenokārt veidojas virs izliektajām zonām, padarot tās lielākas.
Lāsteku virsma sākas gludi, taču jebkādi nelieli ūdens plūsmas traucējumi pār tām rada viļņošanos, kas šajā muižā ātri sasalst. Šo viļņu garumu nosaka ūdens, kas plūst pa ledu, siltuma pārneses īpašības, kas ir aptuveni nemainīgas un tādējādi izskaidro nemainīgo viļņa garumu. Voila!
Tomēr Ueno modelis sniedz trīs citas prognozes par šiem viļņiem, kas līdz šim nekad nav novēroti. Pirmkārt, viļņošanās viļņa garumam vajadzētu palielināties, samazinoties slīpās plaknes leņķim; otrkārt, viļņa garums jāpalielina tikai pakāpeniski, palielinoties ūdens padevei; un visbeidzot, ka viļņiem vajadzētu virzīties uz augšu ar aptuveni pusi no vidējā pieauguma ātruma.
Šodien viņš un daži draugi atklāj savus centienus pārbaudīt šīs prognozes gan skaitliskās simulācijās, gan laboratorijas eksperimentos.
Galvenais ir tas, ka viņi apstiprina prognozes. Viļņa garums var mainīties viņa prognozētajā veidā, un viļņi lēnām virzās uz augšu, lai gan ūdens plūst uz leju.
Tam visam ir interesants rezultāts. Šajā darbā ūdens vienmēr plūst zem gravitācijas spēka. Bet kas notiek, kad spēlē arī aerodinamiskie spēki vai, citiem vārdiem sakot, kā vējš ietekmē viļņus?
Tas ir svarīgi, jo tas varētu atklāt lidmašīnu spārnu un turbīnu sasalšanas procesu, kas ir nozīmīga un potenciāli dzīvībai bīstama problēma.
Ueno un kolēģi apgalvo, ka izskata tieši šo jautājumu, un informēs mūs, kad to uzzinās.
Atsauce: arxiv.org/abs/1102.4890 : Ledus augšanas laikā pārdzesēta ūdens plēves plūsmā viļņošanās veidošanās teorētiskā modeļa skaitliska un eksperimentāla pārbaude
2011. gada 21. marta labojums:
Kazuto Ueno raksta, ka šis teikums šajā ziņojumā neatspoguļo viņa viedokli: Kad šis slānis sasalst, tas atbrīvo siltumu, kas var vieglāk izstarot no viļņojuma izliektās daļas nekā ieliektā daļa. Tāpēc ledus galvenokārt veidojas virs izliektajām zonām, padarot tās lielākas.
Tā vietā viņš sniedz šādu skaidrojumu: jebkura ūdens-gaisa saskarnes izliektā daļa ir nedaudz nobīdīta uz augšu pret ledus-ūdens saskarnes daļu, tad latentā siltuma izdalīšanās ir liela jebkuras izliektās ledus daļas augšpus. -ūdens saskarne. Tas nozīmē, ka ledus aug ātrāk augštecē nekā jebkuras ledus un ūdens saskarnes izliektās daļas lejtecē. Rezultātā ne tikai pieaug viļņojuma amplitūda, bet arī viļņi laika gaitā virzās uz augšu, kā eksperimentāli novērots.