Name: measurements of waves in a wind-wave tank under steady and time-varying wind forcing
Uploaded: 2018-02-13T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 54 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measurements of Waves in a Wind-wave Tank Under Steady and Time-varying Wind Forcing at JoVE.com

Este trabajo fue financiado por la Fundación de ciencia de Israel, beca # 306/15.

1. sistema preparación
<ol><li>Llene el tanque con agua hasta una profundidad de unos 20 cm para satisfacer la condición de aguas profundas; Limpie la superficie de cualquier contaminante que pueda afectar a la tensión superficial del agua.</li>
	<li>Posición del carro del instrumento en la deseada recuperación.<ol>
<li>Monte el tubo de Pitot y colocarlo en el centro de la parte del flujo de aire de la sección de prueba.</li>
		<li>Monte el medidor de onda en un escenario vertical controlada por ordenador para permitir su calibración estática.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Posición la Asamblea LSG en el fetch deseado y en la distancia lateral de unos 7 cm del medidor de onda para eliminar la interferencia de la onda de conjunto con la vía óptica. Nota: Se recomienda el uso de una cortina opaca para evitar la exposición de la PSD para luz ambiental, así como proteger el medio ambiente de las reflexiones espurias del haz láser.<ol>
<li>Alinear el láser colocado debajo del depósito de agua para que el rayo se dirige verticalmente y enfocar el haz.</li>
		<li>Posición de la lente de fresnel en la sección de prueba más alta posible por encima de la superficie del agua para minimizar la alteración de la lente del flujo de aire.</li>
		<li>Asegúrese de que el rayo láser reflectados golpea la lente en su parte central en las condiciones de viento extremas previstas en la sesión experimental.</li>
		<li>Montar la pantalla difusora exactamente en el plano focal de la lente, y luego comprobar la alineación horizontal y vertical de la lente y la pantalla.</li>
		<li>Asegúrese de que cualquier dos haces de láser vertical paralelo golpear la pantalla difusora exactamente en el centro cuando la superficie del agua está todavía. Nota: Esto se puede probar con dos láseres idénticos colocados a cierta distancia unos de otros.</li>
		<li>El PSD asegurándose de que toda la zona de la pantalla difusora es dentro del área efectivo del detector de la posición. Realizar el enfoque de la lente PSD ajustando los parámetros de la lente a la distancia entre la lente y la pantalla.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. calibración y operación de los sensores
<ol><li>
Calibración del manómetro de la onda
	<ol>
<li>Realizar la calibración de medidor de onda para cada lugar de medición y cada velocidad del viento máximo en la carrera experimental.<ol>
<li>Establece la posición vertical del sensor para que el nivel medio del agua es aproximadamente en el centro de la longitud de los cables sensores.</li>
			<li>Establece la velocidad del ventilador en el valor deseado y permitir que el viento sople constantemente por un tiempo suficientemente largo (2-3 min).</li>
			<li>Con un osciloscopio, ajustar manualmente la sensibilidad, ganancia y offset de la galga de onda utilizando la unidad de acondicionado para asegurar que los valores de tensión correspondientes a la cresta más alta y el canal más bajo en el campo de la onda dentro de la gama de A/D convertidor (+ /-10 V).</li>
			<li>Apague el soplador durante varios minutos, hasta que la superficie del agua se convierte en totalmente imperturbada.</li>
			<li>Compruebe que la longitud sumergida es de cresta máxima esperada y valores de canal moviendo la ola calibre verticalmente.</li>
			<li>Realizar la calibración automática del calibre de la onda en una rutina a medida de agua sumergir el medidor en un número de profundidades especificadas y grabación de la salida de tensión media durante 5 s para cada profundidad.</li>
			<li>Montar una calibración cuadrática polinomio a los datos registrados para obtener la dependencia H(V), donde H es la profundidad de inmersión (correspondiente a la elevación instantánea de la superficie), en función de la tensión de salida de la galga V.</li>
			<li>Verificar visualmente la calidad de la calibración equipada polinomio (figura 3).</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig3.jpg"> Figura 3. Curva de calibración del manómetro de la onda. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56480/56480fig3large.jpg" target="_blank">Por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<ol start="2"><li>
Calibración y ajuste de la LSG
	<ol>
<li>Verificar el rendimiento de la LSG después de cada desplazamiento del montaje del sensor.<ol>
<li>Usando un prisma de la cuña óptica colocado en una hoja de vidrio horizontal, se desvía el rayo láser con respecto al eje óptico que simula una cuesta superficial de agua conocida.</li>
			<li>Muestra el PSD las salidas del haz láser desviado punto en la pantalla de difusión utilizando un osciloscopio o un programa de adquisición de datos a la medida.</li>
			<li>Calcular el ángulo de deflexión y la pendiente de la coordenada punto de haz láser coordenadas medido; Comparar el resultado con el ángulo de cuña conocido.</li>
			<li>Repita el procedimiento para varios ángulos de deflexión usando uno o más prismas. Nota: Se usaron prismas de la cuña con ángulos de deflexión desde 2,5 ° a 17,5 °; Si la prueba falla debido a desalineamiento del PSD con pantalla difusora, ajuste manual, el PSD para corregir el desalineamiento. Este procedimiento se realiza manualmente utilizando un nivel y una etapa de traducción horizontal 2D y es muy lento.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Verificación de la linealidad del procedimiento PSD y calibración
		<ol>
<li>Coloque una cuadrícula equidistantes que ha sido impreso en una hoja transparente sobre la pantalla difusora y oriéntela de manera que sus ejes, x e y, están alineados con el abajo y direcciones del viento, respectivamente (figura 4). Nota: La rejilla facilita dirigir el rayo láser a los lugares deseados en la pantalla difusora convenientemente y con precisión mediante un conjunto de prismas o mueve el láser debajo de la pantalla difusora en direcciones a lo largo del viento y con viento cruzado.</li>
			<li>Utilizando el conjunto de prismas, desviar el rayo láser vertical para obtener múltiples posiciones radiales del rayo láser en la pantalla difusora manteniendo un constante ángulo azimutal. Nota: Resolución de 1 cm y el radio máximo de 7 cm se utilizan para cada uno de los 9 ángulos acimutales.</li>
			<li>Mover el foco del láser a las múltiples posiciones en x-dirección, manteniendo y coordinación constante, luego cambiar la dirección del movimiento yy mantener constante x . Nota: Rango y resolución utilizados son similares a los de la sección anterior.</li>
			<li>Recoger unos 50 puntos de la red en cada calibración. Nota: Las coordenadas punto de rayo láser son adquiridas por el PSD y evaluaron usando un osciloscopio de dos canales estándar conectado a la PSD.<ol>
<li>Para cada dirección, uso lineal ajuste de los datos para obtener los coeficientes de calibración para convertir a las coordenadas del haz láser en el sensor PSD en las coordenadas correspondientes en la pantalla difusora. Nota: Un ejemplo de la calibración del PSD se grafica en la figura 5 para un conjunto de puntos tomados a lo largo de la línea central de la sección de prueba. La respuesta de los sensores y por lo tanto los coeficientes de calibración, es casi idéntica en todas las direcciones cuando los ejes de la pantalla difusora y el sensor están alineados correctamente. La red facilita el procedimiento de calibración, permitiendo una fácil determinación de las coordenadas de la cuesta de láser en la pantalla difusora.</li>
			</ol>
</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig4.jpg"> Figura 4. La difusora rejilla pantalla. La red facilita dirigir el rayo láser a los lugares deseados en la pantalla difusora convenientemente y con precisión, ya sea mediante un conjunto de prismas o el láser debajo de la pantalla difusora en movimiento a lo largo del viento y las direcciones de viento cruzado <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56480/56480fig4large.jpg" target="_blank">por favor haga clic aquí para Vea una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig5.jpg"> Figura 5. Curva de calibración PSD. La figura muestra que la traducción de la PSD salida voltajes a coordenadas produce resultados adecuados. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56480/56480fig5large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
3. procedimiento experimental y adquisición de datos
Nota: Ver figura 1 complementaria para la interfaz de usuario que se utiliza en los siguientes pasos.
<ol><li>Ajuste frecuencia ventilador usando una interfaz de usuario del programa a la medida. Nota: Casi progresivo aumento de la velocidad del viento sobre la superficie del agua al principio se aplicó, seguido por una tasa de flujo de aire constante para una duración prescrita (120 s), y un casi impulsivo del soplador.</li>
	<li>Determinar el número de tasas de flujo de viento constante diferentes y los ajustes de ventilador necesario.</li>
	<li>Ajustar la configuración del transductor de presión para el rango esperado de variación de presión dinámica detectada por el tubo de Pitot.</li>
	<li>Asegúrese de que al principio de cada realización, no haya viento y la superficie del agua es imperturbado (espejo liso). Comenzar la adquisición de datos síncrono con operación del ventilador.</li>
	<li>Grabar la elevación instantánea de la superficie, componentes de la superficie pendiente en a lo largo-direcciones de viento cruzado, Pitot tubo salida de monitoreo de la velocidad del viento media Uy la variación de voltaje desde el controlador de ventilador en el muestreo prescrito tasa () 300 Hz/canal fueron utilizados). Nota: El voltaje de la onda-calibre adquirida por el programa se convierte automáticamente en elevación de la superficie utilizando los coeficientes de calibración del ajuste presentado en la figura 3.</li>
	<li>Continuar el muestreo de tiempo suficiente para registrar el campo de onda que se decae tras el apagado del extractor.</li>
	<li>Al finalizar el muestreo, asegúrese de que el procedimiento experimental automático permite tiempo suficiente (dependiendo del sistema) para traer agua a estado tranquilo antes de la iniciación de la próxima carrera.</li>
	<li>Guardar todos los datos registrados para su posterior procesamiento.</li>
	<li>Realizar el número prescrito de realizaciones (generalmente 100 funcionamientos independientes se encontraron suficientes).</li>
	<li>Calcular los parámetros promedio de conjunto de los datos registrados como una función del tiempo transcurrido desde el inicio de la unidad.</li>
	<li>Repita todo el procedimiento para la siguiente configuración de la unidad correspondiente a la velocidad del viento de destino seleccionado en la sección de prueba.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Sir William Thomson, F. R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrokinetic+solutions+and+observations.">Hydrokinetic solutions and observations.</a> Philosophical Magazine. 42, 362-377 (1871).</li><li>Jeffreys, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+formation+of+water+waves+by+wind.">On the formation of water waves by wind.</a> Proc. Roy. Soc. London Ser. A. 107, 189-206 (1925).</li><li>Miles, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+generation+of+surface+waves+by+shear+flows.">On the generation of surface waves by shear flows.</a> J. Fluid Mech. 3 (2), 185-204 (1957).</li><li>Phillips, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+generation+of+waves+by+turbulent+wind.">On the generation of waves by turbulent wind.</a> J. Fluid Mech. 2 (5), 417-445 (1957).</li><li>Plate, E. J., Chang, P. C., Hidy, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experiments+on+the+generation+of+small+water+waves+by+wind.">Experiments on the generation of small water waves by wind.</a> J. Fluid Mech. 35 (4), 625-656 (1969).</li><li>Mitsuyasu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+growth+of+the+spectrum+of+wind-generated+waves+I.">On the growth of the spectrum of wind-generated waves I.</a> Rep. Res. Inst. Appl. Mech., Kyushu Univ. 16 (55), 459-482 (1968).</li><li>Toba, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+balance+in+the+air-sea+boundary+processes,+I.+On+the+growth+process+of+wind+waves.">Local balance in the air-sea boundary processes, I. On the growth process of wind waves.</a> J. Oceanog. Soc. Japan. 28, 109-120 (1972).</li><li>Toba, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+balance+in+the+air-sea+boundary+processes.+III.+On+the+spectrum+of+wind+waves.">Local balance in the air-sea boundary processes. III. On the spectrum of wind waves.</a> J. Oceanogr. Soc. Japan. 29, 209-220 (1973).</li><li>Hara, T., Bock, E. J., Donelan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency-wavenumber+spectrum+of+wind-generated+gravity-capillary+waves.">Frequency-wavenumber spectrum of wind-generated gravity-capillary waves.</a> J. Geoph. Res. 102, 1061-1072 (1997).</li><li>Caulliez, G., Gu&#233;rin, C. -. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Higher-order+statistical+analysis+of+short+wind+wave+fields.">Higher-order statistical analysis of short wind wave fields.</a> J. Geophys. Res. 117, C06002 (2012).</li><li>Mitsuyasu, H., Rikiishi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+growth+of+duration-limited+wind+waves.">The growth of duration-limited wind waves.</a> J. Fluid Mech. 85, 705-730 (1978).</li><li>Kawai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+initial+wavelets+by+instability+of+a+coupled+shear+flow+and+their+evolution+to+wind+waves.">Generation of initial wavelets by instability of a coupled shear flow and their evolution to wind waves.</a> J. Fluid Mech. 93 (4), 661-703 (1979).</li><li>Waseda, T., Toba, Y., Tulin, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adjustment+of+wind+waves+to+sudden+changes+of+wind+speed.">Adjustment of wind waves to sudden changes of wind speed.</a> J. Oceanography. 57, 519-533 (2001).</li><li>Uz, B. M., Hara, T., Bock, E. J., Donelan, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laboratory+observations+of+gravity-capillary+waves+under+transient+wind+forcing.">Laboratory observations of gravity-capillary waves under transient wind forcing.</a> J. Geophys. Res.: Oceans. 108 (C2), (2003).</li><li>Hwang, P. A., Wang, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field+measurements+of+duration-limited+growth+of+wind-generated+ocean+surface+waves+at+young+stage+of+development.">Field measurements of duration-limited growth of wind-generated ocean surface waves at young stage of development.</a> J. Phys. Oceanogr. 34 (10), 2316-2326 (2004).</li><li>Hwang, P. A., Garc&#237;a-Nava, H., Ocampo-Torres, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observations+of+wind+wave+development+in+mixed+seas+and+unsteady+wind+forcing.">Observations of wind wave development in mixed seas and unsteady wind forcing.</a> J. Phys. Oceanogr. 41, 2340-2359 (2011).</li><li>Liberzon, D., Shemer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+study+of+the+initial+stages+of+wind+waves'+spatial+evolution.">Experimental study of the initial stages of wind waves' spatial evolution.</a> J. Fluid Mech. 681, 462-498 (2011).</li><li>Miles, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+generation+of+surface+waves+by+shear+flows.+Part+2.">On generation of surface waves by shear flows. Part 2.</a> J. Fluid Mech. 6 (4), 568-582 (1959).</li><li>Plant, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+relationship+between+wind+stress+and+wave+slope.">A relationship between wind stress and wave slope.</a> J. Geophys. Res. 87, 1961-1967 (1982).</li><li>Zavadsky, A., Shemer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+turbulent+air+flow+over+evolving+water-waves+in+a+wind-wave+tank.">Characterization of turbulent air flow over evolving water-waves in a wind-wave tank.</a> J. Geophys. Res. 117, C00J19 (2012).</li><li>Zavadsky, A., Liberzon, D., Shemer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+analysis+of+the+spatial+evolution+of+the+stationary+wind+wave+field.">Statistical analysis of the spatial evolution of the stationary wind wave field.</a> J. Phys. Oceanogr. 43, 65-79 (2013).</li><li>Zavadsky, A., Benetazzo, A., Shemer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+two-dimensional+structure+of+short+gravity+waves+in+a+wind+wave+tank.">On the two-dimensional structure of short gravity waves in a wind wave tank.</a> Phys. Fluids. 29 (1), 016601 (2017).</li><li>Zavadsky, A., Shemer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+statistical+parameters+of+the+evolving+wind+wave+field+using+Laser+Slope+Gauge.">Investigation of statistical parameters of the evolving wind wave field using Laser Slope Gauge.</a> Phys. Fluids. 29 (5), (2017).</li><li>Zavadsky, A., Shemer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+waves+excited+by+near-impulsive+wind+forcing.">Water waves excited by near-impulsive wind forcing.</a> J. Fluid Mech. , (2017).</li></ol>

Autores no tienen nada que revelar.

El presente Protocolo experimental está dirigido a la caracterización cuantitativa de un campo de onda bajo obligando a viento inestable que evoluciona en el tiempo y el espacio. Olas de viento son esencialmente al azar y tridimensional, y así varían rápidamente en espacio y tiempo, registros de realizaciones individuales de un campo bajo forzamiento dependiente del tiempo viento viento-onda sólo pueden proporcionar estimaciones cualitativas de gobernar parámetros de la onda. Para alcanzar el objetivo de este prot...

Desde la antigüedad, ha sido bien sabido que las ondas en las superficies de agua se excitan por el viento. La comprensión actual de los mecanismos físicos que gobiernan este proceso está lejos de ser satisfactoria. Numerosas teorías que intentan describir la generación de olas de viento se han propuesto sobre los años1,2,3,4, sin embargo su validación experimental confiable aún no está disponible. Mediciones de viento al azar-olas en el océano son extremadamente difíciles debido al viento impredecible que puede variar rápidamente en la dirección, así como en magnitud. Experimentos de laboratorio tienen la ventaja de condiciones controlables que permiten realizar mediciones prolongadas y repetitivas.
Bajo constante viento forzando en el entorno de laboratorio, viento-olas de evolucionan en el espacio. Primeros experimentos de laboratorio sobre ondas bajo constante obligando a cabo hace décadas fueron limitados a elevación instantánea de la superficie medidas5,6,7,8. Estudios más recientes también emplean varias técnicas ópticas para medir el ángulo de inclinación superficial de agua, como LSG9,10. Las medidas permiten conseguir algunos limitada información cualitativa sobre la estructura tridimensional de los campos de onda de viento. Cuando obligando al viento es inestable, como en experimentos de campo, complejidad adicional se introduce al problema de la excitación de ondas del agua por el viento, ya que los parámetros estadísticos del campo de la onda resultante varían no sólo en espacio sino en el tiempo así. Los intentos realizados hasta ahora para describir patrones de wave de evolución cualitativa y cuantitativamente bajo forzamiento dependiente del tiempo eran solamente parcialmente acertados11,12,13,14 , 15 , 16. la contribución relativa de diferentes mecanismos físicos plausibles que puede conducir a excitación y crecimiento de las olas debido a la acción del viento sigue siendo en gran parte desconocidos.
Nuestro centro experimental fue diseñado con el fin de permitir la acumulación de la información estadística precisa y diversa sobre la variación de características del campo de onda de viento bajo ya sea estable o inestable viento obliga a. Dos grandes factores facilitaron llevar a cabo estos estudios detallados. En primer lugar, el tamaño modesto de los resultados de la instalación en relativamente corta evolución característica escala en tiempo y espacio. En segundo lugar, el experimento completo es controlado completamente por un computador, permitiendo la realización de carreras experimentales en diferentes condiciones experimentales automáticamente y prácticamente sin intervención humana. Estas características de la instalación experimental son de crucial importancia en la realización de experimentos sobre ondas emocionadas resto viento impulsivo.
Crecimiento espacial de viento-olas bajo forzando constante ha sido estudiado en nuestras instalaciones para una amplia gama de velocidades de viento17. Resultados fueron comparados con las estimaciones de la tasa de crecimiento basadas en la teoría de18 Miles presentada por planta19. La comparación reveló que los resultados experimentales difieren notablemente de las predicciones teóricas. Parámetros importantes adicionales también fueron obtenidos en17, como la caída de la presión media en la sección de prueba, así como las fases de las fluctuaciones de la presión estática característica y valores absolutos. El esfuerzo cortante en la interfase aire-agua es esencial para la caracterización de la transferencia de momentum y energía entre el viento y las olas17,19. Por lo tanto, medidas de la capa límite logarítmica y de las fluctuaciones turbulentas en el flujo de aire sobre el agua las olas se realizaron en numerosos alcances y viento velocidades20detalladas. Los valores de la fricción velocidad u* en la interfase aire-agua determinada en este estudio se utilizaron para obtener parámetros estadísticos sin dimensiones de las olas de viento medidos en la planta21. Estos valores se compararon con los parámetros adimensionales correspondientes obtenidos en grandes instalaciones experimentales y experimentos de campo. Se demostró anteriormente21 que con escala adecuada, las características importantes del campo de onda de viento obtenidos en nuestras instalaciones en pequeña escala no difieren significativamente de los correspondientes datos acumulados en el laboratorio más grande instalaciones y mediciones de mar abierto. Estos parámetros incluyen el crecimiento espacial de la altura representativa de ola y la longitud de onda, la forma del espectro de frecuencia de la elevación de la superficie, así como los valores de los momentos estadísticos superiores.
Los estudios posteriores realizados en nuestro centro,22,23 demostraron que las ondas de viento son esencialmente al azar y tridimensional. Para obtener una mejor penetración en la estructura 3D de las olas de viento, se intentó realizar mediciones cuantitativas dependientes del tiempo de elevación de superficie de agua sobre un área extendido usando proyección de imagen video stereo22. Debido a la potencia de los ordenadores inadecuada en algoritmos de procesamiento y presente que todavía no son lo suficientemente eficaces, estos intentos resultaron para ser solamente parcialmente acertados. Sin embargo, se demostró que el uso combinado de un medidor de onda convencional de tipo de capacitancia y la LSG ofrece valiosa información sobre la estructura espacial de las ondas de viento. Aplicación simultánea de ambos instrumentos permite mediciones independientes con alta resolución temporal de la elevación instantánea de la superficie y de los dos componentes de la pendiente superficial instantánea23. Estas medidas permiten la estimación de la frecuencia dominante y longitud de onda dominante de las olas, así como proporcionar la penetración en la estructura de onda en la dirección normal al viento. Un tubo de pitot, que se puede mover verticalmente por un motor controlado por ordenador, complementa el conjunto de sensores y se utiliza para mediciones de velocidad del viento.
Todos esos estudios dejó claro que la aleatoriedad y la tridimensionalidad del viento olas causar variabilidad significativa de los parámetros medidos para constante viento obligando a y una sola ubicación de medición. Prolongada por lo tanto, las mediciones con una duración acorde con el tiempo característico de escalas del campo de onda medida son necesarios para acumular suficiente información para extraer cantidades estadísticas confiables. Para obtener unos valiosos conocimientos físicos los mecanismos que regulan la variación espacial del campo de la onda, es imperativo llevar a cabo mediciones en numerosos lugares y de tantos valores de la tasa de flujo de viento como sea posible en la sección de prueba. Para lograr este objetivo, así es muy conveniente aplicar un procedimiento experimental automatizado.
Experimentos sobre ondas excitados por viento inestable obliga a introducen un nivel adicional de complejidad. En estos estudios, es imprescindible relacionar los parámetros medidos instantáneos hasta el nivel instantáneo de la velocidad del viento. Examinar experimentos sobre ondas emocionado resto Forzando un viento casi impulsivo como un ejemplo importante. En este caso, se necesitan mediciones independientes numerosas de viento-agitan el campo evoluciona bajo la acción del viento, que varía en el tiempo siguiendo el mismo patrón prescrito24. Parámetros estadísticos significativos, expresados como una función del tiempo transcurrido desde la iniciación del flujo de aire, entonces se calculan promediando los datos extraídos del conjunto acumulado de realizaciones independientes. Este emprendimiento puede implicar decenas y cientos de horas de muestreo continuo. La duración total de las sesiones experimentales necesarias para llevar a cabo una tarea tan ambiciosa representa el enfoque todo inviable, a menos que el experimento está totalmente automatizado. Tal procedimiento experimental no completamente automatizado en las instalaciones de la onda de viento se ha desarrollado hasta hace poco. Se encuentra entre las principales razones de la falta de datos estadísticos fiables sobre las olas de viento bajo forzando inestable.
Puesto que no se construye la instalación utilizada para el experimento de comercialmente disponibles, estándar, una breve descripción de sus partes principales se suministra aquí.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig1.jpg"> Figura 1. Esquema (no a escala) vista de la instalación experimental. 1 - ventilador; 2 - entrada colocar cámara; 3 - salida colocar cámara; 4 - cajas silenciador; 5 - sección prueba; con un 6 - playa; 7 - intercambiador de calor; 8 - panal; 9 - boquilla; 10 - wavemaker; 11 - aleta; 12 - transporte instrumento; 13 - calibre onda impulsado por un motor paso a paso; 14 - tubo de Pitot impulsado por un motor paso a paso. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56480/56480fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
La instalación experimental consiste en un túnel de viento de circuito cerrado montado sobre un tanque de la onda (se muestra una vista esquemática en la figura 1). La sección de prueba tiene una profundidad de 5 m de largo, 0,4 m de ancho y 0,5 m. Las paredes laterales y piso son de placas de cristal de 6 mm y están encerrados dentro de un marco de perfiles de aluminio. Una aleta larga 40 cm proporciona una extensión suave de la sección transversal de flujo de aire de la boquilla a la superficie del agua. Playa de material de empaque porosos que absorben energía de la onda se encuentra en el extremo del tanque. Un ventilador controlado por ordenador permite alcanzar la velocidad de flujo de aire promedio en la sección de prueba de hasta 15 m/s.
El indicador de 100 mm de longitud onda tipo capacitancia por encargo hace de tantalio anodizado. alambre de 0,3 mm se monta en un escenario vertical accionado por un motor de paso controlado por PC, diseñado para la calibración del medidor de onda. Un tubo de Pitot con un diámetro de 3 mm se utiliza para medir la presión dinámica en la parte central del flujo de aire de la sección de prueba.
El LSG, medir la pendiente de superficie de agua 2D, se instala en un marco separado de la sección de prueba que puede colocarse en cualquier lugar a lo largo del tanque (figura 2). LSG consta de cuatro partes principales: un diodo láser, una lente de Fresnel, una pantalla difusora y un conjunto Detector de detección de posición (PSD). El diodo láser genera una 650 nm (rojo), 200 mW enfocable láser con unos 0,5 mm de diámetro. El diámetro de 26,4 cm Fresnel lente con longitud focal de 22,86 cm dirige el rayo láser entrante a la pantalla difusora de 25 x 25 cm2 , situado en el plano focal detrás de la lente.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig2.jpg"> Figura 2. Vista esquemática de la medidor láser de pendiente (LSG). 1 - láser diodo; 2 - lente de Fresnel; 3 - pantalla difusivo; 4 - posición Sensor Detector (PSD). <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56480/56480fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
Este protocolo describe el procedimiento que permite la realización de experimentos en los que numerosos parámetros que caracterizan las ondas inestables se miden simultáneamente bajo forzamiento dependiente del tiempo viento. El procedimiento se puede ajustar a cualquier dependencia deseada de la velocidad del viento en el momento en que se puede lograr teniendo en cuenta las limitaciones técnicas de la instalación experimental. El presente Protocolo describe específicamente los experimentos en los que en cada realización, viento comienza casi impulsivamente sobre aguas tranquilas al principio. El viento constante, forzando entonces dura para bastante tiempo el campo de la onda de viento por todas partes en la sección de prueba logra estado cuasi-estable. El viento finalmente se cierra, otra vez casi impulsivamente. En todas las etapas, se registran varios parámetros de la onda. El procedimiento que permite el cálculo de numerosas cantidades estadísticamente representativas promedio conjunto caracterizar el campo de la onda de viento local instantáneo es novela y fue desarrollado en el curso de experimentos recientes realizados en nuestras instalaciones 22 , 23 , 24.

<table><tbody><tr><td>PSD</td><td>THORLABS</td><td>PDP90A</td><td></td></tr><tr><td>Laser Diode</td><td></td><td></td><td>any laser pointer &amp;le; 200 mW</td></tr><tr><td>Aspheric Fresnel Lens</td><td>EDMUND OPTICS</td><td>#46-390</td><td>Diameter 10.4&#039;&#039;, Focal length 9&#039;&#039;</td></tr><tr><td>Wave-gauge</td><td></td><td></td><td>custom made</td></tr><tr><td>Pressure Transducer</td><td>MAMAC SYSTEMS</td><td>PR-274-R2-VDC</td><td></td></tr><tr><td>Signal Conditioner</td><td></td><td></td><td>custom made</td></tr><tr><td>Diffusive screen</td><td>EDMUND OPTICS</td><td>#02-147</td><td></td></tr><tr><td>Water tank</td><td></td><td></td><td>custome made</td></tr><tr><td>A/D card PCI-6221</td><td>National Instruments</td><td>779066-01</td><td></td></tr><tr><td>Pitot tube</td><td>KIMO Instruments</td><td>12971</td><td></td></tr><tr><td>15&amp;deg; Nom. VIS-NIR Coated, Wedge Prism</td><td>EDMUND OPTICS</td><td>#47-624</td><td></td></tr><tr><td>10&amp;deg; Nom. VIS 0&amp;deg; Coated, Wedge Prism</td><td>EDMUND OPTICS</td><td>#49-444</td><td></td></tr><tr><td>2.5&amp;deg; Nom. Fused Silica Wedge Prism Uncoated</td><td>EDMUND OPTICS</td><td>#84-863</td><td></td></tr><tr><td>4&amp;deg; Nom. Uncoated, Wedge Prism</td><td>EDMUND OPTICS</td><td>#43-650</td><td></td></tr><tr><td>5.0&amp;deg; Nom. Fused Silica Wedge Prism Uncoated</td><td>EDMUND OPTICS</td><td>#84-865</td><td></td></tr><tr><td>LabView Full Development System</td><td>National Instruments</td><td>776670-35</td><td></td></tr></tbody></table>

measurements of waves in a wind-wave tank under steady and time-varying wind forcing

Este manuscrito describe un procedimiento experimental que permite obtener diversa información cuantitativa sobre la evolución temporal y espacial de ondas del agua excitadas por forzamiento dependiente del tiempo y el constante viento. Calibre de onda tipo de capacitancia y láser cuesta calibre (LSG) se utilizan para medir la elevación de agua la superficie y dos componentes de la pendiente superficial instantánea en varios lugares a lo largo de la sección de prueba de una instalación eólica-onda. El ventilador controlado por ordenador proporciona flujo de aire sobre el agua en el tanque cuya tasa puede variar en el tiempo. En los presentes experimentos, la velocidad del viento en la sección de prueba inicialmente aumenta rápidamente del resto al valor programado. Luego se mantiene constante durante el tiempo prescrito; Finalmente, se cierra el flujo de aire. Al comienzo de cada corrida experimental, la superficie del agua está en calma y sin viento. Operación del ventilador se inicia simultáneamente con la adquisición de los datos facilitados por los sensores de una computadora; adquisición de datos continúa hasta que las olas en el tanque completamente decaen. Múltiples carreras independiente realizados bajo idénticas condiciones de fuerza permiten determinar estadísticamente fiable un promedio conjunto de parámetros característicos que describen cuantitativamente la variación de las ondas del viento en el tiempo para la etapa de desarrollo inicial como un función de recuperación. El procedimiento también permite caracterizar la evolución espacial del campo de onda bajo forzamiento de viento constante, así como descomposición de ondas en el tiempo, una vez que el viento se apaga, como una función de recuperación.

Los resultados promedio de conjunto representativos se representan gráficamente en la figura 6, figura 7y figura 8. La variación de los valores RMS de la elevación instantánea de la superficie <η2>1/2 que caracteriza a la amplitud de las ondas de viento al azar tal como se presenta en la figura 6 como una función...

Watch this Scientific Journal Video about Measurements of Waves in a Wind-wave Tank Under Steady and Time-varying Wind Forcing at JoVE.com

Measurements of Waves in a Wind-wave Tank Under Steady and Time-varying Wind Forcing

Este manuscrito describe un procedimiento completamente controlado por ordenador que permite la obtención de parámetros estadísticos confiables de experimentos de ondas del agua emocionados forzando el viento inestable y estable en una instalación de pequeña escala.

Mediciones de las ondas en un tanque de ondas de viento con viento constante y varían con el tiempo obligando a

This manuscript describes an experimental procedure that allows obtaining diverse quantitative information on temporal and spatial evolution of water ...

measurements-waves-wind-wave-tank-under-steady-time-varying-wind

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Engineering

Physics

Electrical Engineering

Unit 1

First and Second-Order Circuits

Waves

SCIENTISTS IN ACTION

8.6K vistas.  Tel-Aviv University. Este manuscrito describe un procedimiento completamente controlado por ordenador que permite la obtención de parámetros estadísticos confiables de experimentos de ondas del agua emocionados forzando el viento inestable y estable en una instalación de pequeña escala.

Video: Measurements of Waves in a Wind-wave Tank Under Steady and Time-varying Wind Forcing

Exploring the Effects of Atmospheric Forcings on Evaporation: Experimental Integration of the Atmospheric Boundary Layer and Shallow Subsurface

Evaporation is directly influenced by the interactions between the atmosphere, land surface and soil subsurface. This work aims to experimentally study evaporation under various surface boundary conditions to improve our current understanding and characterization of this multiphase phenomenon as well as to validate numerical heat and mass transfer theories that couple Navier-Stokes flow in the atmosphere and Darcian flow in the porous media. Experimental data were collected using a unique soil tank apparatus interfaced with a small climate controlled wind tunnel. The experimental apparatus was instrumented with a suite of state of the art sensor technologies for the continuous and autonomous collection of soil moisture, soil thermal properties, soil and air temperature, relative humidity, and wind speed. This experimental apparatus can be used to generate data under well controlled boundary conditions, allowing for better control and gathering of accurate data at scales of interest not feasible in the field. Induced airflow at several distinct wind speeds over the soil surface resulted in unique behavior of heat and mass transfer during the different evaporative stages.

A protocol for the design and construction of a soil tank interfaced to a small climate controlled wind tunnel to study the effects of atmospheric forcings on evaporation is presented. Both the soil tank and wind tunnel are instrumented with sensor technologies for the continuous in situ measurement of environmental conditions.

La exploración de los efectos de los forzamientos atmosféricos de evaporación: Integración experimental de la capa límite atmosférica y superficial del subsuelo

Evaporation is directly influenced by the interactions between the atmosphere, land surface and soil subsurface. This work aims to experimentally study ...

Investigación

Medio ambiente

Visually Based Characterization of the Incipient Particle Motion in Regular Substrates: From Laminar to Turbulent Conditions

Two different experimental methods for determining the threshold of particle motion as a function of geometrical properties of the bed from laminar to turbulent flow conditions are presented. For that purpose, the incipient motion of a single bead is studied on regular substrates that consist of a monolayer of fixed spheres of uniform size that are regularly arranged in triangular and quadratic symmetries. The threshold is characterized by the critical Shields number. The criterion for the onset of motion is defined as the displacement from the original equilibrium position to the neighboring one. The displacement and the mode of motion are identified with an imaging system. The laminar flow is induced using a rotational rheometer with a parallel disk configuration. The shear Reynolds number remains below 1. The turbulent flow is induced in a low-speed wind tunnel with open jet test section. The air velocity is regulated with a frequency converter on the blower fan. The velocity profile is measured with a hot wire probe connected to a hot film anemometer. The shear Reynolds number ranges between 40 and 150. The logarithmic velocity law and the modified wall law presented by Rotta are used to infer the shear velocity from the experimental data. The latter is of special interest when the mobile bead is partially exposed to the turbulent flow in the so-called hydraulically transitional flow regime. The shear stress is estimated at onset of motion. Some illustrative results showing the strong impact of the angle of repose, and the exposure of the bead to shear flow are represented in both regimes.

Two different methods for characterizing the incipient particle motion of a single bead as a function of the sediment bed geometry from laminar to turbulent flow are presented.

Visual basado en la caracterización de la propuesta del partícula incipiente en sustratos Regular: de Laminar a turbulentas condiciones

Two different experimental methods for determining the threshold of particle motion as a function of geometrical properties of the bed from laminar to ...

Ingeniería

Simultaneous Measurement of Turbulence and Particle Kinematics Using Flow Imaging Techniques

Numerous problems in scientific and engineering fields involve understanding the kinematics of particles in turbulent flows, such as contaminants, marine micro-organisms, and/or sediments in the ocean, or fluidized bed reactors and combustion processes in engineered systems. In order to study the effect of turbulence on the kinematics of particles in such flows, simultaneous measurements of both the flow and particle kinematics are required. Non-intrusive, optical flow measurement techniques for measuring turbulence, or for tracking particles, exist but measuring both simultaneously can be challenging due to interference between the techniques. The method presented herein provides a low cost and relatively simple method to make simultaneous measurements of the flow and particle kinematics. A cross section of the flow is measured using a particle image velocimetry (PIV) technique, which provides two components of velocity in the measurement plane. This technique utilizes a pulsed-laser for illumination of the seeded flow field that is imaged by a digital camera. The particle kinematics are simultaneously imaged using a light emitting diode (LED) line light that illuminates a planar cross section of the flow that overlaps with the PIV field-of-view (FOV). The line light is of low enough power that it does not affect the PIV measurements, but powerful enough to illuminate the larger particles of interest imaged using the high-speed camera. High-speed images that contain the laser pulses from the PIV technique are easily filtered by examining the summed intensity level of each high-speed image. By making the frame rate of the high-speed camera incommensurate with that of the PIV camera frame rate, the number of contaminated frames in the high-speed time series can be minimized. The technique is suitable for mean flows that are predominantly two-dimensional, contain particles that are at least 5 times the mean diameter of the PIV seeding tracers, and are low in concentration.

The technique described herein offers a low cost and relatively simple method to simultaneously measure particle kinematics and turbulence in flows with low particle concentrations. The turbulence is measured using particle image velocimetry (PIV), and particle kinematics are calculated from images obtained with a high-speed camera in an overlapping field-of-view.

Medida simultánea de la cinemática de la partícula usando técnicas de imagen de flujo y turbulencia

Numerous problems in scientific and engineering fields involve understanding the kinematics of particles in turbulent flows, such as contaminants, marine ...

Power Input Measurements in Stirred Bioreactors at Laboratory Scale

The power input in stirred bioreactors is an important scaling-up parameter and can be measured through the torque that acts on the impeller shaft during rotation. However, the experimental determination of the power input in small-scale vessels is still challenging due to relatively high friction losses inside typically used bushings, bearings and/or shaft seals and the accuracy of commercially available torque meters. Thus, only limited data for small-scale bioreactors, in particular single-use systems, is available in the literature, making comparisons among different single-use systems and their conventional counterparts difficult.
This manuscript provides a protocol on how to measure power inputs in benchtop scale bioreactors over a wide range of turbulence conditions, which can be described by the dimensionless Reynolds number (Re). The aforementioned friction losses are effectively reduced by the use of an air bearing. The procedure on how to set up, conduct and evaluate a torque-based power input measurement, with special focus on cell culture typical agitation conditions with low to moderate turbulence (100 &#60; Re &#60; 2&#183;104), is described in detail. The power input of several multi-use and single-use bioreactors is provided by the dimensionless power number (also called Newton number, P0), which is determined to be in the range of P0 &#8776; 0.3 and P0 &#8776; 4.5 for the maximum Reynolds numbers in the different bioreactors.

The power input in stirred bioreactors can be measured through the torque that acts on the impeller shaft during rotation. This manuscript describes how an air bearing can be used to effectively reduce friction losses observed in mechanical seals and improve the accuracy of power input measurements in small-scale vessels.

Medidas de entrada de potencia en biorreactores agitados a escala de laboratorio

The power input in stirred bioreactors is an important scaling-up parameter and can be measured through the torque that acts on the impeller shaft during ...

Bioingeniería

Fabricación de un material fantasma estable y biológicamente relevante

A Stable Phantom Material for Optical and Acoustic Imaging

Establishing tissue-mimicking biophotonic phantom materials that provide long-term stability are imperative to enable the comparison of biomedical imaging devices across vendors and institutions, support the development of internationally recognized standards, and assist the clinical translation of novel technologies. Here, a manufacturing process is presented that results in a stable, low-cost, tissue-mimicking copolymer-in-oil material for use in photoacoustic, optical, and ultrasound standardization efforts.
The base material consists of mineral oil and a copolymer with defined Chemical Abstract Service (CAS) numbers. The protocol presented here yields a representative material with a speed of sound c(f) = 1,481 &#177; 0.4 m&#183;s-1 at 5 MHz (corresponds to the speed of sound of water at 20 &#176;C), acoustic attenuation &#945;(f) = 6.1 &#177; 0.06 dB&#183;cm-1 at 5 MHz, optical absorption &#181;a(&#955;) = 0.05 &#177; 0.005 mm-1 at 800 nm, and optical scattering &#181;s&#39;(&#955;) = 1 &#177; 0.1 mm-1 at 800 nm. The material allows independent tuning of the acoustic and optical properties by respectively varying the polymer concentration or light scattering (titanium dioxide) and absorbing agents (oil-soluble dye). The fabrication of different phantom designs is displayed and the homogeneity of the resulting test objects is confirmed using photoacoustic imaging.
Due to its facile, repeatable fabrication process and durability, as well as its biologically relevant properties, the material recipe has high promise in multimodal acoustic-optical standardization initiatives.

Autor destacado: Un material fantasma estable para imágenes ópticas y acústicas  

This protocol describes the fabrication of a stable, biologically relevant phantom material for optical and acoustic biomedical imaging applications, featuring independently tunable acoustic and optical properties.

Un material fantasma estable para imágenes ópticas y acústicas

Establishing tissue-mimicking biophotonic phantom materials that provide long-term stability are imperative to enable the comparison of biomedical imaging ...

Medicina

Stability of Floating Vessels

Source: Alexander S Rattner and Kevin Rao Li Department of Mechanical and Nuclear Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, PA
 The objective of this experiment is to demonstrate the phenomenon of stability of floating vessels - the ability to self-right when rolled over to the side by some external force. Careful design of hull shapes and internal mass distribution enables seagoing vessels to be stable with low drafts (submerged depth of hull), improving vessel maneuverability and reducing drag. 
In this experiment, a model boat will first be modified to enable adjustment of its center of mass (representing different cargo loadings) and automated tracking of its roll angle. The boat will be placed in a container of water, and tipped to different angles with varying heights of its center of mass. Once released, the capsizing (tipping over) or oscillating motion of the boat will be tracked with a digital camera and video analysis software. Results for the maximum stable roll angle and frequency of oscillation will be compared with theoretical values. Stability calculations will be performed using geometric and structural properties of the boat determined in a computer aided design environment.

The Buoyant Force and Stability of Floating Vessels

Estabilidad de los buques flotantes

Source: Alexander S Rattner and Kevin Rao Li Department of Mechanical and Nuclear Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, PA
 The ...

Educación

JoVE Science Education

Ingeniería mecánica

Turbulence Sphere Method: Evaluating Wind Tunnel Flow Quality

Source: Jose Roberto Moreto and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, CA
Wind tunnel tests are useful in the design of vehicles and structures that are subjected to airflow during their use. Wind tunnel data are generated by applying a controlled air flow to a model of the object being studied. The test model usually has a similar geometry but is a smaller scale compared to the full-sized object. To ensure accurate and useful data is collected during low speed wind tunnel tests, there must be a dynamic similarity of the Reynolds number between the tunnel flow field over the testing model and the actual flow field over the full-sized object.
In this demonstration, wind tunnel flow over a smooth sphere with well-defined flow characteristics will be analyzed. Because the sphere has well-defined flow characteristics, the turbulence factor for the wind tunnel, which correlates the effective Reynolds number to the test Reynolds number, can be determined, as well as the free-stream turbulence intensity of the wind tunnel.

Turbulence Measurements at Varying Air Speeds

Método esfera de turbulencia: Evaluación de la calidad del flujo del túnel de viento

Source: Jose Roberto Moreto and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, CA
Wind tunnel tests are useful ...

Ingeniería aeronáutica

Measuring Turbulent Flows

Source: Ricardo Mejia-Alvarez and Hussam Hikmat Jabbar, Department of Mechanical Engineering, Michigan State University, East Lansing, MI
Turbulent flows exhibit very high frequency fluctuations that require instruments with high time-resolution for their appropriate characterization. Hot-wire anemometers have a short enough time-response to fulfill this requirement. The purpose of this experiment is to demonstrate the use of hot-wire anemometry to characterize a turbulent jet.
In this experiment, a previously calibrated hot-wire probe will be used to obtain velocity measurements at different positions within the jet. Finally, we will demonstrate a basic statistical analysis of the data to characterize the turbulent field.

Measuring Turbulent Flows Using Hot-Wire Anemometers

Medición de flujos turbulentos

Source: Ricardo Mejia-Alvarez and Hussam Hikmat Jabbar, Department of Mechanical Engineering, Michigan State University, East Lansing, MI
Turbulent flows ...

Mediciones de las ondas en un tanque de ondas de viento con viento constante y varían con el tiempo obligando a

Resumen

Explorar más videos

Capítulos en este video

La exploración de los efectos de los forzamientos atmosféricos de evaporación: Integración experimental de la capa límite atmosférica y superficial del subsuelo

Visual basado en la caracterización de la propuesta del partícula incipiente en sustratos Regular: de Laminar a turbulentas condiciones

Medida simultánea de la cinemática de la partícula usando técnicas de imagen de flujo y turbulencia

Medidas de entrada de potencia en biorreactores agitados a escala de laboratorio

Un material fantasma estable para imágenes ópticas y acústicas

Un material fantasma estable para imágenes ópticas y acústicas

Un material fantasma estable para imágenes ópticas y acústicas

Estabilidad de los buques flotantes

Método esfera de turbulencia: Evaluación de la calidad del flujo del túnel de viento

Medición de flujos turbulentos