Name: measurements of waves in a wind-wave tank under steady and time-varying wind forcing
Uploaded: 2018-02-13T13:00:00
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

هذا العمل كان تدعمه "مؤسسة العلوم إسرائيل"، منحة # 306/15.

1-نظام إعداد
<ol><li>ملء الخزان بماء الصنبور تصل إلى عمق 20 سم تقريبا لتلبية الشرط المياه العميقة؛ تنظيف سطح المياه من أي ملوثات قد تؤثر على التوتر السطحي.</li>
	<li>ضع أداة النقل عند الجلب المطلوب.<ol>
<li>تركيب أنبوب بيتو ووضعه في مركز الجزء تدفق الهواء من مقطع الاختبار.</li>
		<li>جبل في قياس الموجه في مر...

<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>

ويهدف هذا البروتوكول التجريبي في الوصف الكمي لحقل الموجه تحت إجبار متقلب الرياح التي تتطور في الزمان والمكان. منذ أمواج الرياح هي أساسا عشوائية وثلاثي الأبعاد، وهكذا تختلف بسرعة في الزمان والمكان، محاضر تحقيقات فردية من حقل الرياح الموجه المتزايدة تحت إجبار الرياح تعتمد على الوقت يمكن أ...

منذ العصور القديمة، كان من المعروف جيدا أن موجات على سطوح المياه متحمسون بالرياح. الفهم الحالي للآليات المادية التي تحكم هذه العملية ليست مرضية على الإطلاق. واقترح العديد من النظريات التي تحاول وصف الجيل موجه الرياح على مر السنوات1،2،،من34، لكن لم يتوفر بعد التحقق من صحة تجريبية يمكن الاعتماد عليها. قياسات لامواج الرياح العشوائية في المحيط صعبة للغاية بسبب الرياح لا يمكن التنبؤ بها قد تختلف بسرعة في الاتجاه، وكذلك كما هو الحال في الحجم. التجارب المختبرية تتميز بالسيطرة عليها بالظروف التي تمكن القياسات طويلة وقابلة للتكرار.
تحت الرياح مطرد مما اضطر في بيئة المختبر، تتطور أمواج الرياح في الفضاء. أوائل التجارب المختبرية على موجات تحت إجبار ثابت يقوم منذ عقود كانت تقتصر على ارتفاع سطح لحظية القياسات5،6،،من78. مزيد من الدراسات الأخيرة كما استخدمت تقنيات بصرية مختلفة لقياس زاوية ميل سطح الماء الفوري، مثل LSG9،10. تلك القياسات يسمح بالحصول على بعض معلومات النوعية على هيكل ثلاثي الأبعاد من حقول موجه الرياح محدودة. تعقيد إضافي عندما أجبر الرياح غير مستقرة، كما الحال في التجارب الميدانية، عرض لمشكلة الإثارة موجات الماء بالرياح، حيث تتنوع المعلمات الإحصائية الحقل الموجه الناتجة ليس فقط في الفضاء ولكن في الوقت المناسب، وكذلك. كانت المحاولات المبذولة حتى الآن لوصف موجه تطور أنماط كمياً ونوعيا تحت إجبار تعتمد على الوقت إلا نجاحا جزئيا11،12،،من1314 , 15 , 16-المساهمة النسبية لمختلف الآليات المادية المعقولة التي قد تؤدي إلى الإثارة والنمو من الأمواج بسبب الرياح العمل ما زالت مجهولة إلى حد كبير.
لدينا مرفق تجريبي صمم بغية تمكين تراكم المعلومات الإحصائية الدقيقة والمتنوعة على اختلاف خصائص الحقل موجه الرياح تحت أما إجبار الرياح ثابتة أو متقلب. عاملان رئيسيان تيسير الاضطلاع بهذه الدراسات التفصيلية. أولاً، جداول إلى الحجم المتواضع لنتائج مرفق في تطور مميزة قصيرة نسبيا في الزمان والمكان. وثانيا، التجربة كلها تماما يسيطر عليه كمبيوتر، مما يتيح أداء عمليات التشغيل التجريبي في ظروف تجريبية مختلفة تلقائياً وعملياً دون تدخل الإنسان. هذه الميزات لطريقة إعداد تجريبية تتسم بأهمية حاسمة في إجراء تجارب على موجات متحمس من بقية الرياح متهورة.
ودرست النمو المكانية لامواج الرياح تحت إجبار المطرد في منشآتنا لمجموعة من سرعات الرياح17. وقورنت النتائج مع تقديرات معدل النمو استناداً إلى نظرية18 ميلا كما قدمها المصنع19. وكشفت المقارنة أن تختلف النتائج التجريبية لا سيما من التنبؤات النظرية. وكانت معلمات إضافية هامة أيضا التي تم الحصول عليها في17، مثل انخفاض الضغط يعني في المقطع "اختبار"، فضلا عن القيم المطلقة ومراحل التقلبات في ضغط ثابت مميزة. إجهاد القص في واجهة الهواء والماء ضروري لتوصيف لنقل الطاقة والزخم بين الرياح والأمواج،من1719. لذلك، مفصلة قياسات طبقة الحدود لوغاريتمية والتقلبات المضطربة في تدفق الهواء فوق الماء موجات أجريت في fetches العديدة وريح سرعات20. قيم الاحتكاك السرعة يو* في واجهة الهواء والماء في هذه الدراسة استخدمت للحصول على المعلمات الإحصائية هو من أمواج الرياح المقاسة في مرفق لدينا21. وقورنت هذه القيم مع المعلمات هو المقابلة التي تم الحصول عليها في أكبر المنشآت التجريبية والتجارب الميدانية. قد تجلى سابقا21 أنه مع التوسع السليم، الخصائص الهامة للحقل موجه الرياح التي تم الحصول عليها في منشآتنا الصغيرة لا تختلف كثيرا عن البيانات المناظرة المتراكمة في أكبر مختبر المنشآت وقياسات البحار المفتوحة. وتشمل هذه المعلمات النمو المكانية من ارتفاع الأمواج الممثل وطول الموجه، على شكل طيف الترددات السطحي من الارتفاع، فضلا عن قيم أعلى لحظات الإحصائية.
وأظهرت الدراسات اللاحقة التي أجريت في22،مرفق لدينا23 أن موجات الرياح أساسا عشوائية وثلاثي الأبعاد. للحصول على رؤية أفضل لهيكل ثلاثي الأبعاد لامواج الرياح، جرت محاولة لإجراء القياسات تعتمد على الوقت كمية المياه السطحية من الارتفاع على مساحة ممتدة باستخدام التصوير الفيديو ستيريو22. نظراً لقوة جهاز الكمبيوتر غير كافية متوفرة في خوارزميات الحالية والمعالجة التي ليست فعالة بما فيه الكفاية حتى الآن، أثبتت هذه المحاولات أن تكون إلا نجاحا جزئيا. بيد أنه اتضح أن الجمع بين استخدام مقياس موجه تقليدية من نوع سعة وفي LSG يوفر معلومات قيمة عن الهيكل المكاني لامواج الرياح. يتيح التطبيق المتزامن لكلا هذين الصكين قياسات مستقلة مع عالية الدقة الزمنية من ارتفاع سطح لحظية والعنصرين من منحدر السطح لحظية23. تسمح هذه القياسات تقدير تواتر المهيمنة وطول الموجه الغالبة من الأمواج، فضلا عن توفير نظرة ثاقبة هيكل موجه في الاتجاه العادي للريح. أنبوب بيتو، التي يمكن نقلها عمودياً بمحرك الكمبيوتر التي تسيطر عليها، ويكمل المجموعة من أجهزة الاستشعار ويستخدم لقياس سرعة الرياح.
كل تلك الدراسات التي جعلت من الواضح أن ثابت العشوائية وثريديمينسيوناليتي من الرياح الأمواج يؤدي إلى تقلب كبير من المعلمات يقاس حتى بالنسبة للرياح مما اضطر وموقع قياس واحد. وهكذا، لفترة طويلة القياسات مع المدة بما يتناسب مع الوقت مميزة وتلزم جداول الحقل الموجه المقاسة على تجميع معلومات كافية لاستخراج كميات إحصائية موثوق بها. للحصول على قيمة أعمق الآليات التي تحكم التباين المكاني للحقل الموجه المادية، من الضروري إجراء قياسات في العديد من المواقع والعديد من القيم لمعدل تدفق الرياح قدر الإمكان في المقطع اختبار. ولتحقيق هذا الهدف، وبالتالي أنها مرغوب فيه للغاية لتطبيق إجراء تجريبي الآلي.
تجارب على موجات متحمس بإجبار متقلب الرياح إدخال مستوى إضافيا من التعقيد. في مثل هذه الدراسات، يتحتم لربط المعلمات قياس لحظية إلى المستوى لحظية لسرعة الرياح. النظر في تجارب على موجات متحمس من بقية بالريح مندفعة نحو إجبار كمثال هام. في هذه الحالة، هناك حاجة إلى العديد من القياسات المستقلة حقل الرياح-موجه تطور إطار عمل الرياح التي تختلف في وقت باتباع نفس النمط المحدد24. ثم تحسب المعلمات الإحصائية ذات مغزى، كدالة للزمن المنقضي منذ بدء تدفق الهواء، وأعرب عن طريق حساب متوسط البيانات المستخرجة من فرقة المتراكمة من تحقيقات مستقلة. قد يشمل هذا التعهد عشرات ومئات الساعات من أخذ العينات المستمر. المدة الإجمالية للدورات التجريبية اللازمة لإنجاز مثل هذه مهمة طموحة يجعل النهج كله غير مجد، ما لم تكن هذه التجربة هي مؤتمتة بالكامل. وقد وضعت لا الإجراء التجريبي محوسب تماما في مرافق موجه الرياح حتى وقت قريب. وهذا من بين الأسباب الرئيسية لعدم وجود بيانات إحصائية موثوقة عن موجات الرياح تحت إجبار متقلب.
إذ لا يتكون المرفق المستخدمة للتجربة من المتاحة تجارياً، الأجهزة الجاهزة، وصفاً مختصراً لأجزائه الرئيسية يتم توفيرها هنا.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig1.jpg"> رقم 1. التخطيطي (عدم تحجيم) عرض مرفق تجريبي- 1-منفاخ؛ 2-تدفق تسوية الدائرة؛ 3-تدفق تسوية الدائرة؛ 4-كاتم الصوت مربعات؛ 5-اختبار القسم؛ 6-الشاطئ؛ 7-مبادل حراري؛ 8-العسل؛ 9-الفوهة؛ 10-وافيماكير؛ 11-رفرف؛ 12-أداة النقل؛ 13-موجه قياس يقودها السائر محرك؛ 14-أنبوب بيتو يقودها السائر محرك. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56480/56480fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
مرفق تجريبي يتكون من نفق الرياح الحلقة المغلقة التي شنت على دبابة موجه (طريقة عرض تخطيطي هو مبين في الشكل 1). مقطع الاختبار 5 أمتار طويلة 0.4 متر و 0.5 م عميقة. سيديوالس والكلمة مصنوعة من ألواح الزجاج السميك 6 مم وهي محاطة ضمن إطار مصنوع من الألومنيوم. ويوفر رفرف طويل 40 سم توسع سلس للمقطع العرضي تدفق الهواء من الفوهة على سطح الماء. طاقة الأمواج استيعاب الشاطئ مصنوعة من مواد التعبئة مسامية يقع في نهاية بكثير من الدبابات. منفاخ تسيطر عليها الكمبيوتر يتيح بلوغ سرعة تدفق الهواء يعني في المقطع اختبار ما يصل إلى 15 m/s.
قياس 100 مم طوله موجه خصيصا من نوع السعة مصنوع من التنتالوم المؤكسد. شنت سلك 0.3 مم على مرحلة رأسي مدفوعا بمحرك خطوة تسيطر عليها الكمبيوتر المصممة لمعايرة قياس الموجه. ويستخدم أنبوب بيتو يبلغ قطرها 3 مم لقياس الضغط الديناميكي في الجزء المركزي تدفق الهواء من مقطع الاختبار.
LSG، قياس المياه 2D لحظية السطح المنحدر، مثبت على إطار منفصل عن قسم الاختبار التي يمكن وضعها في أي مكان على طول الخزان (الشكل 2). LSG يتكون من أربعة أجزاء رئيسية: ليزر الصمام ثنائي، عدسة فريسنل، شاشة انتشارية، وجمعية كاشف الاستشعار عن موقف (PSD). صمام ثنائي ليزر يولد 650 نانومتر (أحمر)، 200 ميغاواط مركز شعاع ليزر مع قطرها حوالي 0.5 مم. قطر 26.4 سم فريسنل العدسة مع البعد البؤري 22.86 سم يوجه شعاع الليزر الواردة إلى الشاشة انتشارية 25 x 25 سم2 الموجود في الخلف البؤري للعدسة.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig2.jpg"> رقم 2. عرض تخطيطي لقياس الانحدار الليزر (LSG)- 1-ليزر أشباه الموصلات؛ 2-عدسة فريسنل؛ 3-انتشارية الشاشة؛ 4-موقف الاستشعار كاشف (PSD). <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56480/56480fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
ويصف هذا البروتوكول الإجراء الذي يتيح إجراء التجارب التي تقاس معلمات عديدة تميز موجات متقلب في وقت واحد تحت إجبار الرياح تعتمد على الوقت. يمكن تعديل الإجراء لأي الاعتماد المطلوب لسرعة الرياح في الوقت الذي يمكن أن يتحقق نظراً للقيود التقنية مرفق تجريبي. ويصف هذا البروتوكول تحديداً تجارب فيها في كل أعمال، يبدأ الرياح تقريبا تهور على مياه هادئة في البداية. الرياح مطرد مما اضطر ثم يستمر لفترة طويلة يكفي أن يبلغ مجال موجه الرياح في كل مكان في المقطع اختبار الدولة شبه ثابتة. الريح في نهاية المطاف هو إيقاف تشغيل لأسفل، مرة أخرى تقريبا تهور. وتسجل في جميع المراحل، موجه معلمات متعددة. الإجراء الذي يسمح لحساب كميات بلغ فرقة تمثيلية من الناحية الإحصائية العديد تميز ميدان الرياح المحلية لحظية-موجه الرواية، وقد وضعت خلال التجارب الأخيرة التي أجريت في منشآتنا 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 &#8804; 200 mW</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aspheric Fresnel Lens</td>
			<td>EDMUND OPTICS</td>
			<td>#46-390</td>
			<td>Diameter 10.4&#39;&#39;, Focal length 9&#39;&#39;</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&#176; Nom. VIS-NIR Coated, Wedge Prism</td>
			<td>EDMUND OPTICS</td>
			<td>#47-624</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10&#176; Nom. VIS 0&#176; Coated, Wedge Prism</td>
			<td>EDMUND OPTICS</td>
			<td>#49-444</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.5&#176; Nom. Fused Silica Wedge Prism Uncoated</td>
			<td>EDMUND OPTICS</td>
			<td>#84-863</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4&#176; Nom. Uncoated, Wedge Prism</td>
			<td>EDMUND OPTICS</td>
			<td>#43-650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5.0&#176; 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

ويصف هذه المخطوطة إجراء تجريبي الذي يتيح الحصول على المعلومات الكمية المتنوعة على التطور الزماني والمكاني لموجات المياه متحمس بإجبار الرياح تعتمد على الوقت ومطرد. قياس السعة من نوع الموجه وقياس الانحدار الليزر (LSG) تستخدم لقياس ارتفاع سطح المياه لحظية وعنصرين من منحدر السطح لحظية في عدد من المواقع على طول المقطع اختبار مرفق موجه الرياح. يوفر منفاخ الكمبيوتر التي تسيطر عليها تدفق الهواء فوق المياه في خزان المعدل الذي يمكن أن تختلف في الوقت المناسب. في التجارب الحالية، سرعة الرياح في المقطع اختبار في البداية يزيد بسرعة من بقية لتعيين القيمة. من ثم تظل ثابتة طوال مدة محددة؛ وأخيراً، يتم إيقاف تدفق الهواء. في بداية كل تشغيل تجريبي، سطح الماء الهدوء وهناك لا الرياح. بدء تشغيل المنفاخ في وقت واحد مع الحصول على البيانات المقدمة من جميع أجهزة الاستشعار باستخدام كمبيوتر؛ الحصول على البيانات وتستمر حتى الموجات في الخزان التسوس تماما. يدير مستقلة متعددة تحت ظروف مماثلة مما اضطر تتيح تحديد موثوقة إحصائيا بلغ متوسط الفرقة المميزة معلمات كمياً تصف التباين أمواج الرياح في الوقت المناسب لمرحلة التطوير الأولى وظيفة الجلب. كما يسمح هذا الإجراء تميز تطور المكانية الحقل الموجه تحت إجبار الرياح مطرد، فضلا عن الانحلال من موجات في الوقت المناسب، حالما يتم إيقاف الريح، كدالة لإحضار.

يتم رسم نتائج فرقة في المتوسط الممثل في الشكل 6و الرقم 7، و الرقم 8. اختلاف القيم RMS من ارتفاع سطح لحظية <η2>1/2 الذي يميز السعة لموجات الرياح العشوائية كما عرضت في الشكل 6 كدالة للزم?...

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

هذه المخطوطة وصف إجراء يسيطر عليها جهاز الكمبيوتر تماما التي تتيح الحصول على معلمات إحصائية موثوق بها من التجارب لموجات المياه متحمس بإجبار ثابت ومتقلب الرياح في منشأة صغيرة.

قياسات الموجات في خزان موجه رياح تحت إجبار الرياح مطرد واختلاف الوقت

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

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Engineering

Physics

Electrical Engineering

Unit 1

First and Second-Order Circuits

Waves

SCIENTISTS IN ACTION

Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering

قياس المواد المجهرية تحت التدفق باستخدام الطائرة 1-2 التدفق الصغيرة زاوية تشتت النيوترونات

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is ...

Preparation and Friction Force Microscopy Measurements of Immiscible, Opposing Polymer Brushes

إعداد والاحتكاك قوة المجهر قياسات للامتزاج، معارضة فرش بوليمر

Solvated polymer brushes are well known to lubricate high-pressure contacts, because they can sustain a positive normal load while maintaining low ...

Preparation and Evaluation of Hybrid Composites of Chemical Fuel and Multi-walled Carbon Nanotubes in the Study of Thermopower Waves

إعداد وتقييم المركبات الهجينة من الوقود الكيميائية ومتعدد الجدران الكربون الأنابيب النانومترية في دراسة موجات Thermopower

When a chemical fuel at a certain position in a hybrid composite of the fuel and a micro/nanostructured material is ignited, chemical combustion occurs ...

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

أنواع جديدة والتوافر الحيوي قياسات البلوتونيوم البيئة عن طريق الإنتشار في أغشية رقيقة

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

Experimental Protocol to Investigate Particle Aerosolization of a Product Under Abrasion and Under Environmental Weathering

بروتوكول تجريبي المعنية بالتحقيق في الجسيمات هباء من المنتج تحت كشط وتحت التجوية البيئية

The present article presents an experimental protocol to investigate particle aerosolization of a product under abrasion and under environmental ...

Automation of Mode Locking in a Nonlinear Polarization Rotation Fiber Laser through Output Polarization Measurements

أتمتة وضع قفل في اللاخطية الاستقطاب دوران الألياف الليزر من خلال قياسات الاستقطاب الناتج

When a laser is mode-locked, it emits a train of ultra-short pulses at a repetition rate determined by the laser cavity length. This article outlines a ...

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

تصنيع وتشغيل Acoustofluidic أجهزة دعم السائبة موجات الصوتية الدائمة للSheathless التركيز من الجسيمات

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

Experimental Methodology for Estimation of Local Heat Fluxes and Burning Rates in Steady Laminar Boundary Layer Diffusion Flames

منهجية تجريبية لتقدير محلي الحرارة تدفقاتها وحرق الأسعار ثابتة رقائقي الحدود النيران انتشار طبقة

Modeling the realistic burning behavior of condensed-phase fuels has remained out of reach, in part because of an inability to resolve the complex ...

In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions

In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions

في الموقع التصور في سلوك المرحلة من عينات النفط تحت ظروف عملية مصفاة

To help address production issues in refineries caused by the fouling of process units and lines, we have developed a setup as well as a method to ...

Measurements of Soil Carbon by Neutron-Gamma Analysis in Static and Scanning Modes

قياسات كربون في التربة بتحليل النيوترون-غاما في ثابت والمسح الضوئي وسائط

The herein described application of the inelastic neutron scattering (INS) method for soil carbon analysis is based on the registration and analysis of ...