Name: visualizing hyporheic flow through bedforms using dye experiments and simulation
Uploaded: 2015-11-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 49 s
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This material is based upon work supported by National Science Foundation grants EAR-0810270, EAR-1215898, and EAR-1344280, as well as an&#160;NSF Graduate Research Fellowship.

1.シミュレーションソフト<ol><li>このセクションで説明されているソフトウェアを使用してください。 <ol><li>ダウンロードしてインストールフリー/オープンソースのマルチエージェントモデリング言語およびシミュレーションプラットフォームを、NetLogo（利用可能<a href="http://ccl.northwestern.edu/netlogo/">：http://ccl.northwestern.edu/netlogo/、</a>バージョン5.1以降）。 注：このソフトウェアは無償で利用可能で、すべての主要なオペレーティングシステム（Windows / Mac用/ Linux）の上で実行されます。 </li><li>本研究室の手順を伴う2つの特定のシミュレーション・スクリプト・ファイル（mousedrop.nlogoとinterface.nlogo）をダウンロードします。 (Available: <a href="http://modelingcommons.org/browse/one_model/4259">http://modelingcommons.org/browse/one_model/4259</a> and <a href="http://modelingcommons.org/browse/one_model/4258">http://modelingcommons.org/browse/one_model/4258</a> ) 注：シミュレーションプラットフォームがインストールされ、これらのファイルがダウンロードされたら、これらのファイルをダブルクリックして自動的にトンを開きます彼は実行する準備ができて、アップシミュレーション。 </li></ol></li></ol> 2.水路デモンストレーション<ol><li>すべてのパラメータ（ 表1）は mousedropシミュレーションパラメータ範囲の制限内に収まるように、実験室の水路を設定します。 注：スライダーを編集して、物理的システムのために必要ならば制約は、mousedrop調整することができます。 <ol><li>水路に砂の約15〜25センチメートルの層を注ぎます。標準的な方法32,33以下の砂の透水係数と間隙率を測定し、記録します。 </li><li>水の約20〜30センチメートルで水路を埋めます。 </li><li>水路を起動して、ベッドフォームを作成することが砂粒とを移動するのに十分高速であるレベルに流量を増加させます。 注：流速はさらに練習に堆積形態の特性を改善するように調整することができます。堆積形態のサイズは、流量、水の深さと砂特性の結果です。 </li><li>ベッドフォームはFOを開発することを許可しますR 12〜24時間は、自然砂丘/リップル形態を形成します。手動で、このプロセスを加速する定期的な砂丘を形成した後、4-12時間土砂輸送を可能にします。また、手動で正三角形の砂丘を形成します。 注意：正三角形砂丘はhyporheic為替の規則的なパターンが得られますが、自然の砂丘/リップルベッドフォームと同じくらい複雑に表示されません。 </li><li>希望のベッドフォームが達成されたら、ベッドの土砂輸送が遅くなり、堆積形態特性は変更を停止するまで、水の流量を減少させます。 <ol><li>視覚ベッドを備えた堆積物の粒子の動きを観察し、運動が停止するまでの流れを減らします。 注：これは、実験の期間中、ベッドの形態を保持します。 </li><li>スロー、エピソード動きが発生していないと、マークや写真堆積形態の位置を確認してから、後で観察します。 注：これは、ベッドフォームは実験の時間枠で大幅に移動しないことだけが重要なので、それが提供ベッドフォームが安定していることを確認するための十分な観測時間。 </li></ol></li><li>減少流量の下で均一な流れを達成するために水路勾配および/または水の深さを調整します。 <ol><li>機器を介して制御チャネルの傾きが水路、一般的に、電動ジャッキまたはハンドクランクいずれかに構築しました。水路から水を追加または削除することによって、水の深さを調整します。 注：ここで使用した実験では、全水路下流端にピボットに取り付けられ、傾斜は、上流端部における電動ジャッキによって設定されます。 </li><li>ポンプが動作している間、水路の底に垂直の​​線でマークされた2つの長手方向の位置を選択します。これらの場所では、水の表面と水路の底部との間に、これらの垂線に沿った距離を測定するために定規を使用しています。 注：水路の設定に応じて、水路の底部は、水路の底部よりも良好傾斜基準線として機能することができます。 LARを選択GER長手方向の距離は、より高い精度が得られます。 </li><li>垂直距離の測定は均一な流れを達成するために同じになるまでフリュームおよび/または水の深さ、再測定の傾きを調整します。これらの2つの長手方向の位置の間の水路の底に沿って傾斜した水平距離を測定します。 </li></ol></li><li>ポンプを停止し、移動を停止するために水を待ちます。これは、平らな面を提供します。各縦位置で水路の上部と水面との間の距離を再測定します。 注：チャネルスロープが、それらの間の傾斜の水平距離で割ったこれらの測定値の間の差に等しいです。 </li><li>ポンプを再起動します。 </li><li>砂丘は、規則的なパターンを形成している水路の中央または下流端付近の位置でなければならないテストセクションを選択します。このセクションでは、少なくとも一つの完全な堆積形態を包含することを確認してください。 </li><li>目に平均堆積物の深さ（D）を測定し、記録しますあらゆる手計測工夫とEテストセクション（透明定規が理想的です）。簡単にするため、水路の底に山と谷の平均距離を使用しています。 </li><li>測定し、定規と谷の山で堆積物の深さと堆積物の深さの差として定義されたテストセクションの平均堆積形態の高さを記録。平均の良好な推定値を得るために、いくつかのベッドフォームを測定します。 </li><li>ここでも定規を使用して、砂床に水面からの平均距離として定義されたテストセクションで、平均水深（d）を測定し、記録します。ここでも、簡単のために砂丘の山と谷で平均水深を使用しています。 </li><li>流量計からチャンネル流量（Q）を記録し、wは水路の幅、dは水の深さであるQ /（D * w）をなどの平均速度を算出。 注意：私たちの流量計は、フリュームの再循環ループ内に挿入されます。 </li><li>メジャーテストセクションの平均堆積形態の波長を記録します。一般的に、連続した砂丘の山の間の距離と波長を測定します。 </li><li> （NetLogoプラットフォームで）Mousedropシミュレーションを開いて、すべての測定値は、シミュレーションユーザインタフェースに指定された変数の範囲内にあることを確認してください。測定されたパラメータが制約範囲の外にある場合は、パラメータ「スライダー」を右クリックし、「編集」を選択し、最小/最大値を調整することによって、シミュレーションパラメータの範囲を調整します。 </li></ol></li><li> hyporheic交換を可視化します。 <ol><li> （好ましくは三脚に）固定位置にカメラを設定し、画像を中心にテストセクション内の単一の堆積形態と水路壁に直角に指摘しました。 注意：これは、斜めの視点の問題を回避します。 </li><li>条件を検証するために、テスト撮影してください。反射が問題となっている場合は、照明を調整します。 </li><li>注射器と針を使用して、2-3小さな色素Iを作ります水路の壁の近くにnjections。これらの注射は垂直方向と水平方向の様々な場所で着色された間隙水の〜2cmの円形のパッチを形成していることを確認してください。注入中に砂床に乱れを最小限に抑えるように注意してください。 注：染料のより少量の注射は、ユーザーが詳細を表示し、個々のストリーム・パスを表示できます。 </li><li>染料注入の開始時間を記録し、最初の写真を撮ります。 オプション：染料の動きは実験室で容易に観察され、これらの輪郭はまた写真中の染料前線の小さな部分をブロックしますので、トレードがあるようにそれは、透明性の紙にマーカーと初期色素前線をトレースする教育することができますオフ。 </li><li>適切な時間間隔で色素の先端位置をキャプチャします。タイムラプス撮影のために、滑らかな結果を与えること30秒間隔を使用します。 </li></ol></li></ol> 3.シミュレーション<ol><li> Mousedropを観察色素の輸送と比較：シミュレーション1を実行します。<ol><li> Mousedrop.nlogoという名前のシミュレーションスクリプトを開きます。 <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/53285/53285fig2.jpg" width="600" /> 図2. Mousedropトレーサーが時間内に7つの異なるインスタンスであるところ。これが示している。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53285/53285fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> </li><li> （：ラムダ、BedformHeight、BedDepth、HydrCond、気孔率、ChannelVelocity、深さ、およびスロープ特異的に）水路実験条件に一致するように、表1に示す物理的なシステムパラメータを調整します。入力パラメータを入力する際のユニットに細心の注意を払うようにしてください。 </li><li>シミュレーション追跡の色が変わるときに時間を示すために、スライダーなど時間1、タイム2を調整します。観測とシミュレーション結果の比較を容易にするために、観測時間に一致するように、これらの色の変化を設定します。 注意：時間パラメータは全て0に設定されている場合、シミュレーションは、全体に単一の色を表示します。 </li><li>すべてのパラメータを設定した後、 セットアップボタンをクリックします。 注：堆積形態は、シミュレーションビューに表示されます。 </li><li>仮想トレーサーの開始位置を示すために、マウスドロップボタンをクリックします。ベッドの中で複数の場所をクリックすることができることに注意してください。より多くの仮想トレーサーを解放するために、マウスを押したままにします。染料の動きをシミュレーションすると、染料前線（染料の周りに境界線）をトレースするか、染色領域の全領域に記入するか、マウスを使用しています。 注意：複数の仮想トレーサーを導入するシミュレーションはよりゆっくりと実行するようになります。最良の視覚的な結果は、コンピュータのパフォーマンスに応じて変化します。 </li><li>いったん仮想トレーサーのすべてが配置されている、あなたは、シミュレーションを開始し、最初の時点でそれを停止するか、またはサイマルを開始するには、外出先/停止ボタンをクリックすることができます次回ボタンにアドバンスをクリックしますか無期限エーション。しないでください、セットアップボタンを再度クリックするか、トレーサーは再配置する必要があります。 注：シミュレーションの実行が開始されると、速度はトレーサーの移動は100シミュレートされた秒の速度場に応じて式4と5にシミュレーションパラメータに基づいて、各トレーサーの位置に対して計算され、その後、新しい場所での速度が算出されますトレーサがシステムを離れるまで手順を繰り返します。 </li><li>必要に応じて、シミュレーションを続ける/一時停止を繰り返しゴー/ストップボタンをクリックします。異なる時点でシミュレートし、測定された染料の分布を比較してください。 </li></ol></li><li> インタフェース ：シミュレーション2を実行します。 <ol><li> インターフェイスというタイトルのスクリプトを開きます。 <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/53285/53285fig3.jpg" width="600" /> 図3.インタフェース。これは、 インターフェイスのシミュレーションを使用して、地下を流れる370トレーサーを示しています。トレーサーPATHSは、地表水・地下インタフェースで開始したので、各トレーサーがされている場所を示します。最終的には、全ての流路が表面水に戻す必要があります。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53285/53285fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> 注意：このスクリプトは、計算された地下速度に基づいてフラックス加重的に河床表面上の仮想トレーサーを紹介しています。これは（とのうち）に異なる場所で川床を流れる水の相対量を視覚的に表現します。 </li><li> 外出/停止に続いて、セットアップをクリックして開始します。 注：これはデフォルトの設定でシミュレーションを実行します。 再ドロップ？スイッチが最初にオフに設定されているので、時間の経過とともに累積滞留時間分布をプロットします。 </li><li>デフォルトのパラメータでシミュレーションを観察した後、シミュレーションを停止する停止/移動]をクリックします 。 </li><li&gt; 1つ以上のパラメータを変更し、 外出先/停止に続いて、セットアップをクリックします 。 注：これは、選択されたパラメータを用いてシミュレーションを再起動します。 </li></ol></li></ol>

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B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyporheic+flow+and+residence+time+distributions+in+heterogeneous+cross-bedded+sediment.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sinuosity-driven+hyporheic+exchange+in+meandering+rivers.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+for+lateral+hyporheic+flow+based+on+valley+slope+and+channel+sinuosity.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyporheic+exchange+in+gravel+bed+rivers+with+pool-riffle+morphology:+Laboratory+experiments+and+three-dimensional+modeling.">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. 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The authors have nothing to disclose.

併せて、水路のデモと粒子追跡シミュレーションは、観客の範囲に対するhyporheic流れを総合的に紹介しています。すべてのレベルの参加者は、ベッドフォームによって誘発されるhyporheic交換、およびベッドフォームの下の地下流路に強い変動の発生を視覚的証拠を提供しています。これらの手順は、学部生やK-12学生のための間隙水の流れの簡単なデモとして使用することができ、またはそれ...

ストリーム、川、あるいは潮間帯における地表水が移動すると、それはへと堆積物1から水を駆動ヘッド勾配を作成します。河川のシステムではこの交換が発生した河床堆積物の一部がhyporheicゾーン2,3として知られています。多くの栄養素や汚染物質は、保存された堆積、またはhyporheicゾーン4-9内変換されるため、このゾーンは重要です。トレーサーが土砂に費やす時間の量は、滞留時間と呼ばれています。両方の滞留時間と流路の位置は、変換プロセスに影響を与えます。土砂を通る流れに影響を与えるプロセスの改善された理解は、河川での溶質の輸送を予測し、そのような栄養素（ 例えば、沿岸低酸素症10,11）などの材料の伝播に起因する大規模な環境問題に対処するために必要とされています。 hyporheic交流の重要性にもかかわらず、それは多くの場合、水文学における学部のコースで説明されていません、そのコースにhyporheic交換を追加することを望む流体力学、水理学などの教育者は、それが便利はっきりこのプロセスを示した実験と数値ビジュアライゼーションを持って見つけることができます。 ストリームチャネル曲がりくねり、周囲の地下水位と河床地形（ すなわち、バー、ベッドフォーム、および生体塚）は、すべての様々な程度12-17にhyporheic為替に影響を与えます。この研究は、通常hyporheic流れ14,15に影響を与える重要な地形の特徴であり、このような砂丘やリップルなどのベッドフォーム、に焦点を当てました。私たちは、ベッドフォームの定期的な一連の流れを可視化する数値シミュレーションと実験室実験を作成しました。このシミュレーションはhyporheic流路に容易に観察可能なシステム特性15,18-21に関連する先行研究のボディをベースにしています。本研究は、シミュレーションのための科学的背景を形成しているように、理論の重要な側面の概要は以下の通りです。堆積形態地形、T（x）は、次式で与えられます。 式1： <img alt="式（1）" src="/files/ftp_upload/53285/53285eq1.jpg" /> Hは、二回堆積形態の振幅であり、kは波数であり、xは平均河床表面に縦寸法に平行です。この堆積形態地形の例が図1に示されています。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/53285/53285fig1.jpg" /> 図1.パラメータの定義と設定は、ユーザによって制御される。 インターフェイスでは、トレーサー粒子を水/堆積物界面におけるフラックス加重的に放出され、土砂を通じて追跡します。 ショーパスか ？彼らは、そのパスを示すされた水のトレーサーマーク「ON」です。トレーサーは、表面水に戻ると、これは、Tを変更します彼は、システム内のトレーサーの総数、 再降下は？「オフ」に設定されています。累積滞留時間分布プロットは、時間の関数としての初期数に堆積物層に残っているトレーサーの数の比をプロットすることにより、この変化を示しています。 再ドロップした場合？その後、システムを残すトレーサーは、元の粒子と同じフラックス加重的に置換され、累積プロットが無効になっている「オン」である。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53285/53285fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> パラメータ名 </td><td> 単位 </td><td colspan="3"> 定義 </td><td> インタフェース </td><td> Mousedrop </td></tr><tr><td>ラムダ（λ） </td><td> cm </td><td colspan="3">堆積形態の波長（図1参照）。&lt;/ TD&gt; <td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td> BedformHeight（H） </td><td> cm </td><td colspan="3">再度堆積形態の振幅（図1参照） </td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td> BedDepth（D） </td><td> cm </td><td colspan="3">堆積物の深さ（図1参照） </td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td> HydrCond（K） </td><td> CM / sの</td><td colspan="3">透水</td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td>気孔率（θ） </td><td></td><td colspan="3">気孔率</td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td> ChannelVelocity（U） </td><td> CM / sの</td><td colspan="3">地表水またはチャネルの平均速度</td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td>深さ（d）の</td><td> cm </td><td colspan="3">水の深さ（図1参照） </td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td>勾配（S） </td><td></td><td colspan="3">ベッドフォームのスロープと水面</td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><tD&gt; <img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td> NumParticles </td><td></td><td colspan="3">粒子の数は、システム内に放出。 </td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><td></td></tr><tr><td> TIMEX（時刻1、タイム2 ..） </td><td>分</td><td colspan="3">各色の変化が起こる時間</td><td></td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td> シミュレーションボタン </td><td></td><td colspan="3"> 定義 </td><td> インタフェース </td><td> Mousedrop </td></tr><tr><td>セットアップ</td><td></td><td colspan="3">示されたパラメータを用いたシミュレーションをのを設定します</td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td>停止/行きます</td><td></td><td colspan="3">起動し、シミュレーションを停止</td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td>段</td><td></td><td colspan="3">ステップをクリックすると、合格するために1時間ステップが発生します。これにより、ユーザーはコードを遅くし、100秒で起こる正確に確認することができます。 </td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><td></td></tr><tr><td>明確なパス</td><td></td><td colspan="3">画面からすべての彼の青色粒子のパスをクリアします</td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td>次回に進みます</td><td></td><td colspan="3">これは、プログラムが次の色の変化時間（タイメックス）まで実行させます</td><td></td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td>マウスドロップ</td><td></td><td colspan="3">粒子が地下での場所をクリックすることで、表面下に置くことができる前に、このボタンをクリックする必要があります。 </td><td></td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td>ショーパス？ </td><td></td><td colspan="3">ショーパス場合はどうなりますか？水粒子は、彼らがされている青色の上映の跡を残して「ON」である（図1を参照）。 </td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td></tr><tr><td>再ドロップ？ </td><td></td><td colspan="3">再ドロップした場合？粒子は、システムを終了し、すべての粒子、フラックス加重的に置換され、累積プロットが機能しない「ON」です。ときパルティCLEは、再ドロップした場合、システム内の粒子数が減少hyporheicゾーンを出ますか？ 「オフ」である（図1参照）。 </td><td><img alt="チェックマーク" src="/files/ftp_upload/53285/checkmark.jpg" /></td><td></td></tr></tbody></table>ユーザによって調節することができる。表1 Hyporheicパラメータとシミュレーションを制御します。各パラメータは、ボタン、スライダは、定義と一緒に、この表に示されています。 このシミュレーションでは、2つのプロセスが砂床内の流体速度を誘導します。最初はベッドフォームを使用してストリームの流れの相互作用に起因するものです。ベッドフォームによって誘導された水/堆積物界面における速度ヘッドもほぼ正弦波であり、堆積形態自体22から1/4波長だけシフト。表面地下界面における速度ヘッド関数の振幅は、16のように測定値から近似されています： GE = &quot;常に&quot;&gt; 式2： <img alt="式（2）" src="/files/ftp_upload/53285/53285eq2.jpg" /> Uは、平均表面水の速度であり、gは重力定数であり、dは（ 図1に示す）の水の深さです。速度ヘッドの機能は、次に次式で与えられます。 式3： <img alt="式3" src="/files/ftp_upload/53285/53285eq3.jpg" />このヘッド関数は、一定の砂床の深さ20をラプラス方程式を解くことにより地下速度関数の堆積形態ベースの成分を計算することができます。間隙水の速度の第二の成分は、収量はに比例し、下流方向に流れることを重力ヘッド勾配に対応するシステム、Sの傾きによって決定されますS / ftp_upload / 53285 / 53285eq_S_inline.jpg &quot;/&gt;間隙水の速度の最終的な機能は次のとおりです。 式4： <img alt="式（4）" src="/files/ftp_upload/53285/53285eq4.jpg" /> 式5： <img alt="式（5）" src="/files/ftp_upload/53285/53285eq5.jpg" /> uは 、長手方向速度成分であり、vは垂直方向速度成分であり、Kは、堆積物の平均透水係数は、堆積物の平均空隙率であり 、Y は垂直座標であり、Dは、堆積物の深さです。 NetLogoモデリング言語とシミュレーションプラットフォーム23を使用して作成された粒子追跡シミュレーション、。 2つの実装（Mousedrop.nlogoとInterface.nlogo）はHYPをモデル化するために、これらの式を使用同じシミュレーションコアとorheic流れ。主な違いは、トレーサ粒子の初期の位置である。Mousedropは、ユーザーが任意の場所に地下内でシミュレートされたトレーサーを配置することができます。地下速度方程式4及び5は、色素注入実験をシミュレートするために、トレーサーを移動させるために使用されます。 インターフェイスでは、トレーサーは常にフラックス加重方法で表面/表面下の境界に沿って配置されています。これはhyporheic交換を理解するために不可欠である間隙水、に地表水から溶解懸濁物質の送達を模倣。それが再び河川水に達するまでトレーサーはその後、地下内を移動します。水路中の染料のパスをトレースし、NetLogoを使用してパスをシミュレートする限り、流動条件と堆積形態の形態は、観察期間中に安定したままのように、流れ場の流線をもたらす。Interface.nlogoを示しており、累積滞留時間分布を作成しますの数の比時間の関数として、時間0に配置されたトレーサー粒子の初期数に堆積物中に残留するトレーサー粒子。 最近の文献調査24で説明したように、実践的な実験室での実験のシミュレートラボやコンピューターモデル対の相対的な利点についての教育研究コミュニティの中でかなりの議論が残っています。一方で、いくつかは、コスト削減の引数がを犠牲にし、コンピュータベースのシミュレーションによってハンズオンラボ活動の交換に燃料を供給することができること25、および注意」を実地体験学習の中心にある」と感じています学生の理解26。一方、科学/工学教育におけるいくつかの研究者は、シミュレーションは、伝統的なハンズオンラボ27と少なくとも同程度に効果的である、または学生中心の「発見学習」28の育成にコンピュータシミュレーションのメリットを議論することを主張しています。コンセンサスが再されていないが痛い、多くの研究者は、理想的には、コンピュータシミュレーションは、実験室での実験29,30ハンズオン、補完ではなく、取って代わるべきである、と結論しています。また、現象のコンピュータシミュレーションでセンシング同時にカップル物理実験や実世界の科学と工学教育の中の取り組みが行われてきました。 「二焦点モデル」31、 例えば 、参照してください。 学生はより深い概念の知識と物理システム、およびそのシステムのコンピュータベースのシミュレーションの両方と相互作用することによって、科学的研究プロセスのより良い理解を得ることができます。この手順では、学生が重力と堆積形態によって誘発されるhyporheic交換の流れを示している溶質の輸送実験を行い、独自の実験と同じ現象のコンピュータシミュレーションでの結果と一致したことを含みます。この比較は重要な学生の学習成果を促進し、およびtのより深い議論彼の科学的方法、およびデータ・コレクションをモデル/理論構築と実証的検証の間の相互作用。この比較を行った後、学生はまた、迅速にモデルのパラメータを変更することによって、代替シナリオの多くを探索するために、コンピュータベースのシミュレーションの利点を取ることができます。

<table><tbody><tr><td>Flume</td><td>Engineering Laboratory Design</td><td>Custom</td><td>Laboratory flume with clear sides for 24-48 hours. Alternatively a small teaching flume can be constructed for under 300 dollars following the guidelines provided in our supplementary materials.</td></tr><tr><td>Flowmeter</td><td>Rosemount&amp;nbsp;</td><td>8800 vortex&amp;nbsp;</td><td>This is located inside the recirculation loop of the flume</td></tr><tr><td>Sand</td><td>US. Silica</td><td>F30</td><td>Research-grade sand to form a layer 10-20 cm deep throughout the flume</td></tr><tr><td>Dye</td><td>Samples from food companies</td><td></td><td>Water-soluble food grade dye made into an aqueous solution. Dark colors like red, blue and green work best. (Avoid food dyes in propylene glycol.)</td></tr><tr><td>Syringe</td><td>HSW</td><td>4100.000V0</td><td>5-10 ml, &lt;em&gt;e.g.&lt;/em&gt; HSW Norm-Ject 2-part disposable syringe</td></tr><tr><td>Pipetting Needle</td><td>Cadence Science</td><td>7942</td><td>14-gage, 6-in blunt end,&amp;nbsp; to inject the dye deep into the sand.</td></tr><tr><td>Digital Camera</td><td>Any</td><td></td><td>Digital camera with steady tripod. (Time lapse cameras can be used to collect rapid evenly spaced data.) We used a Nikon D7000.</td></tr><tr><td>Ruler</td><td>Any</td><td></td><td>Transparent is best.</td></tr><tr><td>Measuring Tape</td><td>Any</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Netlogo Software</td><td>CCL</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://ccl.northwestern.edu/netlogo/&quot;&gt;http://ccl.northwestern.edu/netlogo/&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>Mousedrop.nlogo</td><td>Netlogo Commons</td><td>4259</td><td>&lt;a href=&quot;http://modelingcommons.org/browse/one_model/4259&quot;&gt;http://modelingcommons.org/browse/one_model/4259&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>Interface.nlogo</td><td>Netlogo Commons</td><td>4258</td><td>&lt;a href=&quot;http://modelingcommons.org/browse/one_model/4258&quot;&gt;http://modelingcommons.org/browse/one_model/4258&lt;/a&gt;</td></tr></tbody></table>

visualizing hyporheic flow through bedforms using dye experiments and simulation

河川環境でhyporheic為替と呼ばれる堆積物の孔空間と重なる水柱、間の移流交換は、川や多くの重要な生物地球化学的プロセス中の溶質の輸送を駆動します。ビジュアルデモを通じてこれらのプロセスの理解を改善するために、我々は、マルチエージェントコンピューターモデリングプラットフォームNetLogoにhyporheic流れのシミュレーションを作成しました。シミュレーションは、2次元のベッドフォームで覆われた河床を流れる仮想トレーサーを示しています。土砂、流量、及び堆積形態の特徴は、モデルの入力変数として使用されています。私たちは、これらのシミュレーションは、測定された入力パラメータに基づいて、実験室での水路実験からの実験観察と一致している方法を示しています。染料は、間隙水の流れを可視化するために水路堆積物内に注入されます。比較のために、仮想トレーサー粒子は、シミュレーションにおいて同じ位置に配置されます。この結合されたシミュレーションと実験室実験は、学部とgraduaで正常に使用されていますTE研究所が直接川間隙水の相互作用を可視化し、物理ベースのフローシミュレーションは環境現象を再現する方法を示します。学生は、透明な水路の壁を通ってベッドの写真を取って、シミュレーションで同じ時間に色素の形状にそれらを比較しました。これは、学生がより良い流れのパターンと数学的モデルの両方を理解することは許され非常によく似た傾向をもたらしました。シミュレーションは、ユーザが迅速に複数のシミュレーションを実行することにより、各入力パラメータの影響を視覚化することを可能にします。このプロセスはまた、基本的なプロセスを例示界面フラックスおよび間隙水の輸送に関連し、定量的なプロセスベースのモデリングを支援するための研究用途に使用することができます。

実験と組み合わせてシミュレーションを使用することは、学生が理想化された数学的モデルと、より複雑な実際のシステムの類似点と相違点を観察することを可能にする。 図4は Mousedropシミュレーションと色素注入の写真を比較した例を示しています。最初の写真は、時間ゼロでのシミュレートされた染料トレーサーの配置を決定するために使用され、その後、シミュレ?...

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Visualizing Hyporheic Flow Through Bedforms Using Dye Experiments and Simulation

This manuscript describes how to create regular bedforms in a flume, visualize flow through the bedforms, and use computer simulations to simulate the hyporheic flow. The computer simulations compare well with the experimental observations. This coupled simulation and experiment is well-suited for both research and educational purposes.

色素の実験とシミュレーションを使用したベッドフォームを通じてHyporheicフローの可視化

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

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

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Dimensional Analysis, Similitude, and Modeling

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12.1K ビュー.  St. Ambrose University. This manuscript describes how to create regular bedforms in a flume, visualize flow through the bedforms, and use computer simulations to simulate the hyporheic flow. The computer simulations compare well with the experimental observations. This coupled simulation and experiment is well-suited for both research and educational purposes. 

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Image-based Lagrangian Particle Tracking in Bed-load Experiments

Image analysis has been increasingly used for the measurement of river flows due to its capabilities to furnish detailed quantitative depictions at a relatively low cost. This manuscript describes an application of particle tracking velocimetry (PTV) to a bed-load experiment with lightweight sediment. The key characteristics of the investigated sediment transport conditions were the presence of a covered flow and of a fixed rough bed above which particles were released in limited number at the flume inlet. Under the applied flow conditions, the motion of the individual bed-load particles was intermittent, with alternating movement and stillness terms. The flow pattern was preliminarily characterized by acoustic measurements of vertical profiles of the stream-wise velocity. During process visualization, a large field of view was obtained using two action-cameras placed at different locations along the flume. The experimental protocol is described in terms of channel calibration, experiment realization, image pre-processing, automatic particle tracking, and post-processing of particle track data from the two cameras. The presented proof-of-concept results include probability distributions of the particle hop length and duration. The achievements of this work are compared to those of existing literature to demonstrate the validity of the protocol.

The manuscript presents a protocol for the conduction of bed-load sediment transport experiments where the moving particles are tracked by image analysis. The experimental facility, the procedures for run realization and data processing, and finally some proof-of-concept results are presented here.

ベッド負荷実験における画像ベースのラグランジュ粒子トラッキング

Image analysis has been increasingly used for the measurement of river flows due to its capabilities to furnish detailed quantitative depictions at a ...

環境学

Visualization of Flow Field Around a Vibrating Pipeline Within an Equilibrium Scour Hole

An experimental method is presented in this paper to facilitate visualization of the detailed flow fields and determination of the near-boundary shear and normal stresses within an equilibrium scour hole induced by a vibrating pipeline. This method involves the implementation of a pipeline vibration system in a straight flume, a time-resolved particle image velocimetry (PIV) system for pipeline displacement tracking and flow fields measurements. The displacement time-series of the vibrating pipeline are obtained by using the cross-correlation algorithms. The steps for processing raw particle laden images obtained by using the time-resolved PIV are described. The detailed instantaneous flow fields around the vibrating pipeline at different vibrating phases are calculated by using a multiple-time-interval cross-correlation algorithm to avoid displacement bias error in the flow regions with a large velocity gradient. By applying the wavelet transform technique, the captured images that have the same vibrating phase are accurately cataloged before the phase-averaged velocity fields are obtained. The key advantages of the flow measurement technique described in this paper are that it has a very high temporal and spatial resolution and can be simultaneously used to obtain the pipeline dynamics, flow fields, and near-boundary flow stresses. By using this technique, more in-depth studies of the 2-dimensional flow field in a complex environment, such as that around a vibrating pipeline, can be conducted to better understand the associated sophisticated scour mechanism.

The goal of the protocol is to enable visualization of the detailed flow fields and determination of the near-boundary shear and normal stresses within an equilibrium scour hole induced by a vibrating pipeline.

平衡スカウトホール内の振動パイプライン周辺の流れ場の可視化

An experimental method is presented in this paper to facilitate visualization of the detailed flow fields and determination of the near-boundary shear and ...

Combining Fluidic Devices with Microscopy and Flow Cytometry to Study Microbial Transport in Porous Media Across Spatial Scales

Understanding the transport, dispersion and deposition of microorganisms in porous media is a complex scientific task comprising topics as diverse as hydrodynamics, ecology and environmental engineering. Modeling bacterial transport in porous environments at different spatial scales is critical to better predict the consequences of bacterial transport, yet current models often fail to up-scale from laboratory to field conditions. Here, we introduce experimental tools to study bacterial transport in porous media at two spatial scales. The aim of these tools is to obtain macroscopic observables (such as breakthrough curves or deposition profiles) of bacteria injected into transparent porous matrices. At the small scale (10-1000 &#181;m), microfluidic devices are combined with optical video-microscopy and image processing to obtain breakthrough curves and, at the same time, to track individual bacterial cells at the pore scale. At larger scale, flow cytometry is combined with a self-made robotic dispenser to obtain breakthrough curves. We illustrate the utility of these tools to better understand how bacteria are transported in complex porous media such as the hyporheic zone of streams. As these tools provide simultaneous measurements across scales, they pave the way for mechanism-based models, critically important for upscaling. Application of these tools may not only contribute to the development of novel bioremediation applications but also shed new light on the ecological strategies of microorganisms colonizing porous substrates.

Breakthrough curves (BTCs) are efficient tools to study the transport of bacteria in porous media. Here we introduce tools based on fluidic devices in combination with microscopy and flow cytometric counting to obtain BTCs.

流体デバイスと顕微鏡とフローサイトメトリーを組み合わせて、空間スケールを越えた多孔質培地における微生物輸送を研究

Understanding the transport, dispersion and deposition of microorganisms in porous media is a complex scientific task comprising topics as diverse as ...

The Diffusion of Passive Tracers in Laminar Shear Flow

A simple method to experimentally observe and measure the dispersion of a passive tracer in a laminar fluid flow is described. The method consists of first injecting fluorescent dye directly into a pipe filled with distilled water and allowing it to diffuse across the cross-section of the pipe to obtain a uniformly distributed initial condition. Following this period, the laminar flow is activated with a programmable syringe pump to observe the competition of advection and diffusion of the tracer through the pipe. Asymmetries in the tracer distribution are studied and correlations between the pipe cross-section and the shape of the distribution is shown: thin channels (aspect ratio &#60;&#60; 1) produce tracers arriving with sharp fronts and tapering tails (front-loaded distributions), while thick channels (aspect ratio ~1) present the opposite behavior (back-loaded distributions). The experimental procedure is applied to capillary tubes of various geometries and is particularly relevant to microfluidic applications by dynamical similarity.

A protocol for the study of the diffusion of passive tracers in laminar pressure-driven flow is presented. The procedure is applicable to various capillary pipe geometries.

層間せん断流中のトレーサーの拡散

A simple method to experimentally observe and measure the dispersion of a passive tracer in a laminar fluid flow is described. The method consists of ...

工学

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.

視覚に基づいた正規の基板の初期粒子の運動特性: 層流乱流の条件から

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

Methods for Characterizing the Co-development of Biofilm and Habitat Heterogeneity

Biofilms are surface-attached microbial communities that have complex structures and produce significant spatial heterogeneities. Biofilm development is strongly regulated by the surrounding flow and nutritional environment. Biofilm growth also increases the heterogeneity of the local microenvironment by generating complex flow fields and solute transport patterns. To investigate the development of heterogeneity in biofilms and interactions between biofilms and their local micro-habitat, we grew mono-species biofilms of Pseudomonas aeruginosa and dual-species biofilms of P. aeruginosa and Escherichia coli under nutritional gradients in a microfluidic flow cell. We provide detailed protocols for creating nutrient gradients within the flow cell and for growing and visualizing biofilm development under these conditions. We also present protocols for a series of optical methods to quantify spatial patterns in biofilm structure, flow distributions over biofilms, and mass transport around and within biofilm colonies. These methods support comprehensive investigations of the co-development of biofilm and habitat heterogeneity.

Biofilms have complex interactions with their surrounding environment. To comprehensively investigate biofilm-environment interactions, we present here a series of methods to create heterogeneous chemical environment for biofilm development, to quantify local flow velocity, and to analyze mass transport in and around biofilm colonies.

バイオフィルムと生息地異質の共同開発を特徴付けるための方法

Biofilms are surface-attached microbial communities that have complex structures and produce significant spatial heterogeneities. Biofilm development is ...

生物工学

Window on a Microworld: Simple Microfluidic Systems for Studying Microbial Transport in Porous Media

Microbial growth and transport in porous media have important implications for the quality of groundwater and surface water, the recycling of nutrients in the environment, as well as directly for the transmission of pathogens to drinking water supplies. Natural porous media is composed of an intricate physical topology, varied surface chemistries, dynamic gradients of nutrients and electron acceptors, and a patchy distribution of microbes. These features vary substantially over a length scale of microns, making the results of macro-scale investigations of microbial transport difficult to interpret, and the validation of mechanistic models challenging. Here we demonstrate how simple microfluidic devices can be used to visualize microbial interactions with micro-structured habitats, to identify key processes influencing the observed phenomena, and to systematically validate predictive models. Simple, easy-to-use flow cells were constructed out of the transparent, biocompatible and oxygen-permeable material poly(dimethyl siloxane). Standard methods of photolithography were used to make micro-structured masters, and replica molding was used to cast micro-structured flow cells from the masters. The physical design of the flow cell chamber is adaptable to the experimental requirements: microchannels can vary from simple linear connections to complex topologies with feature sizes as small as 2 &mu;m. Our modular EcoChip flow cell array features dozens of identical chambers and flow control by a gravity-driven flow module. We demonstrate that through use of EcoChip devices, physical structures and pressure heads can be held constant or varied systematically while the influence of surface chemistry, fluid properties, or the characteristics of the microbial population is investigated. Through transport experiments using a non-pathogenic, green fluorescent protein-expressing Vibrio bacterial strain, we illustrate the importance of habitat structure, flow conditions, and inoculums size on fundamental transport phenomena, and with real-time particle-scale observations, demonstrate that microfluidics offer a compelling view of a hidden world.

Microfluidic devices can be used to visualize complex natural processes in real time and at the appropriate physical scales. We have developed a simple microfluidic device that mimics key features of natural porous media for studying growth and transport of bacteria in the subsurface.

多孔質媒体中の微生物トランスポート研究のためのシンプルなマイクロ流体システム：マイクロワールドでのウィンドウ

Microbial growth and transport in porous media have important implications for the quality of groundwater and surface water, the recycling of nutrients in ...

生物学

Flow Visualization in a Water Tunnel: Observing the Leading-edge Vortex Over a Delta Wing

Source: Jose Roberto Moreto, Gustaaf Jacobs and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, California
The delta wing, shown in Figure 1D, is a popular design in high-speed airplanes due to its superb performance in transonic and supersonic flight regimes. This type of wing has a small aspect ratio and high sweep angle, which reduces drag at high subsonic, transonic and supersonic flight regimes. The aspect ratio is defined as the wing span divided by the average chord <img align="middle" src="/files/ftp_upload/10459/10459eq1a.jpg" />.
An important advantage of the delta wing is its high stall angle. The stall of a delta wing is delayed compared to the stall of a high aspect ratio wing. This is because the lift of a delta wing is enhanced by the leading-edge vortex over the wing.
An effective way to observe this vortex flow phenomenon and study the vortex breakdown in a delta wing is by visualizing the flow in a water tunnel. By injecting dye in the flow surrounding a model from dye ports on the leading-edge, the vortex development and breakdown can be observed and its position measured. The data can also be used to estimate the stall angle.
<img src="/files/ftp_upload/10459/10459fig1.jpg" />
Figure 1. Typical wing planform shapes: A) Rectangular, with constant chord along span, B) elliptical, C) tapered, with variable chord along the span, and D) delta wing, an aft-swept wing with zero taper ratio.

Flow in a Water Tunnel: Leading-edge Vortex over a Delta Wing

水洞における流れの可視化:デルタウィング上の最先端渦の観察

Source: Jose Roberto Moreto, Gustaaf Jacobs and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, California
The ...

JoVE Science Education

航空工学

Surface Dye Flow Visualization: A Qualitative Method to Observe Streakline Patterns in Supersonic Flow

Flow visualization around or on a body is an important tool in aerodynamics research. It provides a method to qualitatively and quantitatively study flow structure, and it also helps researchers theorize and verify fluid flow behavior. Flow visualization can be divided into two categories: off-the-surface visualization and surface flow visualization. Off-the-surface flow visualization techniques involve determining the flow characteristics around the body of interest. They include but are not restricted to particle image velocimetry (PIV), Schlieren imaging, and smoke flow visualization. These techniques can provide qualitative as well as quantitative data on the flow around a body. However, these techniques are generally expensive and difficult to set-up. Surface flow visualization techniques, on the other hand, involve coating the body of interest with a dye to study flow on the surface. These techniques, which are more invasive in practice, include dye flow visualization and, more recently, use pressure-sensitive paint, which gives a detailed image of the flow on the body&#39;s surface. This allows researchers to visualize different flow features, including laminar bubbles, boundary layer transitions, and flow separation. Dye flow visualization, the technique of interest in the current experiment, provides a qualitative picture of the surface flow and is one of the simplest and most cost-effective surface flow visualization methods, specifically for visualizing gaseous flows on a body.
In this experiment, the surface flow behavior on six bodies are studied in supersonic flow. The streakline patterns are obtained using the dye flow visualization technique, and the flow paths, degree of flow attachment and separation, and location and type of shocks are identified and studied from the flow images.

Surface Dye Flow: Streakline Patterns in Supersonic Flow

表面染料フロー可視化:超音速流のストリークラインパターンを観察する定性的方法

Flow visualization around or on a body is an important tool in aerodynamics research. It provides a method to qualitatively and quantitatively study flow ...

Visualization of Flow Past a Bluff Body

Source: Ricardo Mejia-Alvarez, Hussam Hikmat Jabbar and Mahmoud N. Abdullatif, Department of Mechanical Engineering, Michigan State University, East Lansing, MI
Owing to the non-linear nature of its governing laws, fluid motion induces complicated flow patterns. Understanding the nature of these patterns has been the subject of intense scrutiny for centuries. Although personal computers and supercomputers are extensively used to deduce fluid flow patterns, their capabilities are still insufficient to determine the exact flow behavior for complex geometries or highly inertial flows (e.g. when momentum dominates over viscous resistance). With this in mind, a multitude of experimental techniques to make flow patterns evident have been developed that can reach flow regimes and geometries inaccessible to theoretical and computational tools.
This demonstration will investigate fluid flow around a bluff body. A bluff body is an object that, due to its shape, causes separated flow over most of its surface. This is in contrast to a streamlined body, like an airfoil, which is aligned in the stream and causes less flow separation. The purpose of this study is to use hydrogen bubbles as a method of visualizing flow patterns. The hydrogen bubbles are produced via electrolysis using a DC power source by submerging its electrodes in the water. Hydrogen bubbles are formed in the negative electrode, which needs to be a very fine wire to ensure that the bubbles remain small and track fluid motion more effectively. This method is suitable for steady and unsteady laminar flows, and is based on the basic flow lines that describe the nature of the flow around objects. [1-3]
This paper focuses on describing the implementation of the technique, including details about the equipment and its installation. Then, the technique is used to demonstrate the use of two of the basics flow lines to characterize the flow around a circular cylinder. These flow lines are used to estimate some important flow parameters like flow velocity and the Reynolds number, and to determine flow patterns.

Flow Around a Bluff Body, Bubbles and Von Karman Vortex Street

鈍頭物体まわりの流れの可視化

Source: Ricardo Mejia-Alvarez, Hussam Hikmat Jabbar and Mahmoud N. Abdullatif, Department of Mechanical Engineering, Michigan State University, East ...