Questo manoscritto descrive una procedura completamente computerizzato che permette di ottenere dei parametri statistici affidabili da esperimenti di onde d'acqua eccitate forzando vento stabile e instabile in una struttura di piccole dimensioni.
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Articolo metodologico
Misure delle onde in un serbatoio di ondata di vento sotto vento costante e variabili nel tempo costringendo
In questo articolo
Sommario
Abstract
Questo manoscritto descrive una procedura sperimentale che permette di ottenere diverse informazioni quantitative sull'evoluzione temporale e spaziale delle onde di acqua eccitate forzando dipendente dal tempo e costante vento. Indicatore di capacità-tipo onda e Laser pendenza Gauge (LSG) sono utilizzati per misurare la quota altimetrica della superficie acqua istantaneo e due componenti del versante di superficie istantaneo in un certo numero di posizioni lungo la sezione di test di un impianto di ondata di vento. Il soffiatore computerizzato fornisce il flusso d'aria sopra l'acqua nel serbatoio in cui il tasso può variare nel tempo. Negli esperimenti attuali, la velocità del vento nel tratto di prova inizialmente aumenta rapidamente da resto al valore impostato. Viene quindi mantenuta costante per tutta la durata prescritta; Infine, il flusso d'aria viene arrestato. All'inizio di ogni esecuzione sperimentale, la superficie dell'acqua è calma e non c'è vento. Funzionamento del ventilatore è iniziata contemporaneamente con l'acquisizione dei dati forniti da tutti i sensori di un computer; acquisizione dati continua fino a quando le onde nel serbatoio completamente decadono. Più esecuzioni indipendenti eseguite in condizioni identiche di forzatura consentono di stabilire statisticamente affidabili parametri caratteristici una media di ensemble che descrivono quantitativamente variazione di onde di vento in tempo per la fase di sviluppo iniziale come un funzione di recupero. La procedura consente, inoltre, che caratterizzano l'evoluzione spaziale del campo d'onda sotto vento costante forzatura, così come il decadimento delle onde nel tempo, una volta che il vento viene arrestato, come una funzione di recupero.
Introduzione
Fin dai tempi antichi, è stato ben noto che le onde sulle superfici dell'acqua sono eccitate dal vento. La comprensione corrente dei meccanismi fisici che regolano questo processo è lungi dall'essere soddisfacente. Numerose teorie che tentano di descrivere vento-generazione sono stati proposti sulle anni1,2,3,4, tuttavia la loro validazione sperimentale affidabile non è ancora disponibile. Misure delle onde di vento casuale nell'oceano sono estremamente impegnative a causa del vento imprevedibile che può variare rapidamente in direzione pure....
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Protocollo
1. sistema preparazione
- Riempire il serbatoio con acqua del rubinetto fino ad una profondità di circa 20 cm per soddisfare la condizione delle acque profonde; pulire la superficie dell'acqua di eventuali contaminanti che possono influenzare la tensione superficiale.
- Posizionare il carrello strumento l'operazione di recupero desiderato.
- Montare il tubo di Pitot e posizionarlo al centro della parte di flusso d'aria della sezione di prova.
- Montare il manometro onda su un palcoscenico verticale controllato dal computer per consentire la calibrazione statica.
- Posizione l'Assemblea LSG il fetch desiderato e la di....
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Risultati
I risultati di una media di ensemble rappresentante vengono rappresentati in Figura 6, Figura 7e Figura 8. La variazione dei valori RMS di quota altimetrica della superficie istantanea <η2>1/2 che caratterizza l'ampiezza delle onde di vento casuale come presentato nella Figura 6 come funzione del tempo trascorso .......
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Discussione
Il presente protocollo sperimentale è rivolto alla caratterizzazione quantitativa del campo d'onda sotto vento instabile costringendo che si evolve nel tempo e nello spazio. Dal vento-onde sono essenzialmente casuale e tridimensionale e variano così rapidamente nel tempo e nello spazio, record di diverse realizzazioni di un campo crescente ondata di vento sotto vento dipendente dal tempo costringendo possono fornire soltanto stime qualitative di governare parametri di onda. Per raggiungere l'obiettivo del presente protoc.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato dalla Israel Science Foundation, grant n. 306/15.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| PSD | THORLABS | PDP90A | |
| Diodo | qualsiasi puntatore laser ≤ 200 mW | ||
| Lente di Fresnel asferica | EDMUND OPTICS | #46-390 | Diametro 10,4'', Lunghezza focale 9'' |
| Trasduttore di | su misura | ||
| d'onda MAMAC SYSTEMS | PR-274-R2-VDC | ||
| Condizionatore | misura | ||
| Schermo diffusivo | EDMUND OPTICS | #02-147 | |
| Serbatoio | misura | ||
| Scheda A/D PCI-6221 | National Instruments | 779066-01 | |
| Tubo di Pitot | KIMO Instruments | 12971 | |
| 15° Nom. VIS-NIR rivestito, prisma a cuneo | EDMUND OPTICS | #47-624 | |
| 10 gradi VIS 0 gradi Rivestito, prisma a cuneo | EDMUND OPTICS | #49-444 | |
| 2.5° Nom. Prisma a cuneo in silice fusa Non rivestito | EDMUND OPTICS | #84-863 | |
| 4° Nom. Non rivestito, prisma a cuneo | EDMUND OPTICS | #43-650 | |
| 5.0° Nom. Prisma a cuneo in silice fusa Non rivestito | EDMUND OPTICS | #84-865 | |
| LabView Full Development System | National Strumenti | 776670-35 |
Riferimenti
- Sir William Thomson, F. R. S. Hydrokinetic solutions and observations. Philosophical Magazine. 42, 362-377 (1871).
- Jeffreys, H. On the formation of water waves by wind. Proc. Roy. Soc. London Ser. A. 107, 189-206 (1925).
- Miles, J. W. On the generation of surface waves by shear flow....
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Ristampe e permessi
