物理科技生物学-PHYICA

工程师发现在深水中创造向上喷泉的方法

物理学 2023-05-12 11:27:05

作者:休斯顿大学劳里·菲克曼 Bao实验室里,一束激光照射在铁磁流体表面,产生了一个黄色的激光诱导喷泉

学分:休斯顿大学 休斯顿大学的一对工程师发现,他们可以通过在水面上照射激光束,在水中创造向上的喷泉

UH大学电气与计算机工程教授·鲍和他的博士后学生将这一发现归因于一种被称为马兰戈尼效应的现象,这种现象引起对流,并解释了当表面张力存在差异时水的行为

尽管在19世纪60年代首次被描述,马兰戈尼效应仍然在科学中发挥作用

包在《今日材料物理》上报道:“科学上,以前没有人预测或想象过这种向上的变形。”

众所周知,从低表面张力区向外的马兰戈尼对流会使液体的自由表面降低

在这里,我们报告说,这种既定的看法只对薄液体薄膜有效

利用表面激光加热,我们表明在深层液体中,激光束将液体吸到自由表面上方,产生不同形状的喷泉

" 这是一个马兰戈尼的视觉效果:在一碗水中撒一束胡椒

然后把一滴液体洗涤剂(洗碗、洗衣,甚至一块肥皂或牙膏)挤到同一个碗的中间,看着辣椒慢慢散开,迅速撒到碗的四周

这个简单的实验说明了马兰戈尼效应,它出现在流体动力学的许多应用中

在最近的化身中,马兰戈尼效应的激光诱导液体喷泉有潜力影响涉及液体或软物质的应用,如光刻和三维打印、传热和传质、晶体生长和合金焊接、动态光栅和空间光调制以及微流体和自适应光学

受其先前工作的启发,包成功地模拟了浅液体中向内的表面凹陷,在当前的模拟中增加了铁磁流体的深度

铁磁流体是一种所谓的“神奇”液体,以其由磁铁产生的惊人表面尖峰而闻名

鲍说:“了解不同深度液体中不同的表面变形有助于揭示表面变形过程的动力学。”

鲍使用了低功率( 包说:“我们强调,已经有许多尝试来理解马兰戈尼流动驱动的表面变形,但没有现有的理论可以直接预测任意深度液体的变形模式。”

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

本文链接:http://www.phyica.com/wulixue/26233.html

发表评论

用户头像 游客
此处应有掌声~

评论列表

还没有评论,快来说点什么吧~