Επίδραση συχνότητας διαταραχής στη δυναμική υγρού υμένα σε κεκλιμένο επίπεδο

Abstract

Η ροή λεπτού υμένα υγρού σε κεκλιμένο επίπεδο απασχολεί αρκετούς ερευνητές, λόγω των εφαρμογών που έχει σε διάφορες βιομηχανικές συσκευές. Παράλληλα, η ροή υγρού υμένα αποτελεί ένα ιδιαίτερα κατάλληλο φυσικό σύστημα για τη μελέτη μη- γραμμικών φαινομένων που έχουν εφαρμογή σε πολλά διαφορετικά πεδία. Το βασικό στοιχείο της έρευνάς μας ήταν η επίδραση της συχνότητας επιβαλλόμενης διαταραχής στη δυναμική της ροής.Η έρευνα που έγινε στα πλαίσια της παρούσας εργασίας μπορεί να χωριστεί σε δύο μέρη ανάλογα με τον τρόπο συλλογής δεδομένων. Έτσι δεδομένα πάρθηκαν με μια μέθοδο που χρησιμοποιεί αισθητήρες χωρητικότητας ή αισθητήρες ηλεκτροδιάχυσης. Επίσης δεδομένα πάρθηκαν με τη μέθοδο συλλογής δεδομένων με φθορισμό. Από την πρώτη μέθοδο παίρνουμε στοιχεία για τις διάφορες παραμέτρους της ροής όπως η ταχύτητα των αναπτυσσόμενων κυμάτων και το μέγιστο ύψος των κυμάτων με σκοπό την συσχέτισή τους. Αντίθετα, τα δεδομένα που συλλέγουμε με τη δεύτερη μέθοδο έχουν σκοπό την μελέτη και ερμηνεία των διαφόρων δομών που δημιουργούνται κατάντη της ροής. Στην περίπτωση αυτή μπορούμε να χωρίσουμε τα δεδομένα σε δύο άλλες κατηγορίες ανάλογα με τη διαφορετική συμπεριφορά του υμένα και των παραγόμενων δομών, σε ροή με μικρή έως μεγάλη συχνότητα διαταραχής και σε ροή με πολύ μικρή συχνότητα διαταραχής. Διαπιστώθηκε ότι η ταχύτητα των μοναχικών κυμάτων συνδέεται γραμμικά με το ύψος τους, και εξετάστηκε η εξάρτηση από άλλες παραμέτρους όπως η παροχή υγρού και η κλίση του καναλιού. Επιβεβαιώθηκε ότι, για ένα μεγάλο εύρος συχνοτήτων εξωτερικής διαταραχής, η συχνότητα των παραγόμενων κυμάτων ταυτίζεται με τη συχνότητα της διαταραχής. Διαπιστώθηκε ότι, σε πολύ μικρές συχνότητες, η κανονική αλληλουχία κυμάτων καταστρέφεται από την εμφάνιση παρασιτικών κορυφών. Το φαινόμενο αυτό μελετήθηκε πειραματικά για πρώτη φορά και ταυτοποιήθηκε ο μηχανισμός δημιουργίας και η πορεία εξέλιξης των παρασιτικών κορυφών.