Turbulensi di kapal selam

Para peneliti melacak hukum konveksi yang bergejolak

Profesor Guenter Ahlers membuka pintu ke kapal selam yang disebut Gttinger. MPIDS
membacakan

Tangki baja sekitar sepuluh ton, tekanan tinggi, gas berat, dan gradien suhu 40 derajat - yang disebut "kapal selam Göttingen" bagi para peneliti adalah Wunderkessel yang asli. Karena di satu-satunya pabrik percontohan di dunia, yang akan segera beroperasi, di bawah kondisi terkendali mereka dapat menghasilkan turbulensi yang hanya ditemukan di dalam bumi atau di bintang-bintang. Para ilmuwan ingin mendeteksi hukum yang mendasari konveksi yang bergolak.

Memimpin eksperimen di aula eksperimental baru dari Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organisation adalah Profesor Guenter Ahlers dari University of California di Santa Barbara, yang saat ini mengunjungi Göttingen. Dilahirkan di Bremen, ia mengawasi pengaturan percobaan di situs. Dia kemudian mengelola sendiri eksperimennya nanti dari rumahnya di California - melalui Internet, hanya dengan mengklik mouse.

"Aliran turbulen terjadi di mana pun ada perbedaan suhu yang kuat, " jelas Ahlers. "Itu yang terjadi dalam panci berisi air mendidih, " tambahnya. Bahkan ada turbulensi yang lebih besar di alam, misalnya di matahari, di awan, di lautan - dan di bagian dalam bumi. Ada peningkatan 4000 derajat besi cair panas dari kedalaman 4.000 kilometer, sementara pendingin turun ke bawah.

Turbulensi kekerasan

Proses ini, yang oleh para ilmuwan disebut konveksi, menyebabkan pergolakan hebat. Hukum fisik mana yang menggambarkan vortisitas ini masih belum jelas.

Di University of California Ahlers mencoba menjawab pertanyaan ini. Di laboratorium, ia menciptakan dengan bantuan pelat pemanas besar struktur yang sama seperti di interior bumi. Eksperimen Göttingen, yang oleh peneliti disebut sebagai kapal selam karena bentuknya yang istimewa, kini memungkinkan untuk melangkah lebih jauh. Karena di sini ada arus yang jauh lebih bergejolak. pameran

Di jantung kapal selam adalah silinder Plexiglas setinggi sekitar dua meter, yang memiliki diameter sekitar satu meter. Pelat pemanas memastikan perbedaan suhu konstan 40 derajat antara ujung atas dan bawah.

Kamera kecepatan tinggi di dalam silinder

"Faktor penentu adalah gas yang digunakan untuk mengisi silinder, " jelas Ahlers. Karena sulfur hexafluoride yang sangat lembam lima kali lebih berat pada tekanan atmosfer seperti udara. "Dengan gas ini dan dengan tekanan tinggi, kita dapat menghasilkan turbulensi di ruang terkecil, yang memanjang hingga ratusan meter di alam, " jelas Profesor Eberhard Bodenschatz dari Institut Max Planck untuk Dynamics and Self-Organisation.

Untuk memungkinkan para peneliti mempelajari perpindahan panas dan arus turbulen di kapal selam mereka, mereka ingin melengkapi silinder dengan kamera berkecepatan tinggi, antara lain. Dengan 50.000 bingkai per detik, kamera kemudian melacak aliran partikel kecil debu di sepanjang jalan. Dengan cara ini, tim peneliti Jerman-Amerika berharap untuk melacak hukum yang mendasari konveksi yang bergejolak.

(idw - Institut Max Planck untuk Dinamika dan Swasusun, 25.06.2008 - DLO)