每天无数次,海鸟潜水从海洋中捕获猎物,船只从干燥的土地进入水中,海拔触摸轻轻触摸。进入水的物体现象是司空见惯的,但是充分了解水处理物理学仍然难以捉摸,特别是因为它涉及固体物体进入包含其他固体物体的水体的情况,例如鸥潜入的水体岩石斑斑的海。
纽约大学坦顿工程学院的一组研究人员正在探索这一相对未被触及的研究领域,并发表了一系列令人惊讶的发现,这些发现可能会导致一些策略,以最大限度地减少船舶、水上飞机和用于水上着陆的宇航员太空舱的进水压力。
“许多水入口研究忽视了水中的固体,固定物体的存在,如冰或岩石中的水中,很明显,这些物品可以影响进入水的物体并改变影响的物理影响,”机械教授Maurizio Porfiri表示南部南部的航空航天工程和铅作者的纸张“实心障碍可以减少水处理期间的流体动力载荷,”出现在日记中物理评论液体.Porfiri的合作者包括纽约大学坦顿大学机械与航天工程系的Ghania Benbelkacem兼职教员,以及Porfiri团队最近获得博士学位的Mohammad Jalalisendi。
Porfiri和他的动态系统的合作者实验室使用固体楔形进入含有中性浮动圆柱体的水箱的实验创造了实验。在设置中的传感器测量加速,压力和深度,以及团队使用粒子图像速度测量流量,并测量楔子撞到水时产生的水射流的速度。分析显示,气缸在水中的存在显着地改变了楔形的影响。
通过实验和理论,纽约大学坦顿大学的研究人员展示了当一个物体——靠近楔形物的浮力圆柱体——存在时,撞击水面的楔形物(右上)上的水压会发生惊人的变化。当研究小组测量到离圆柱体最近的区域水压增加时,他们发现在堆积区域(流出)水压降低。红色箭头表示水粒子的方向和速度,绿色线表示水粒子速度大小等高线图。蓝点表示传感器的位置。
令研究人员惊讶的是,他们注意到在楔体最靠近气缸的一侧,堆积的压力有所下降。Porfiri和研究小组将这种下降归因于该一侧的圆柱体封闭液,因此在受到冲击时,水的排量减少了。然而,在一个矛盾的发现中,研究小组注意到楔形龙骨的压力增加了,这表明圆柱体产生了丰富而复杂的影响。需要进一步的研究来调和这些相互矛盾的发现,但研究人员指出,继续探索水中静止物体和进入水中物体之间的相互作用的重要性。
“很明显,这些物品之间存在同情的相互作用,并且随着我们更好地了解它们,它可能导致设计和材料减轻了在遮挡水域中旅行的海洋船舶的一些菌株,特别是那些探索和导航的船舶极地地区,“Porfiri说。
提交:快速原型设计



