Bu eser İsrail Bilim Vakfı tarafından desteklenen hibe # 306/15.

1. Sistem Hazırlama
<ol><li>Musluk suyu derin koşul karşılamak için yaklaşık 20 cm derinliğe kadar ile tank doldurmak; yüzey gerilimi etkileyebilecek herhangi bir kirletici maddeleri su yüzeyini temizlemek.</li>
	<li>Alet taşıma istenen getirme getirin.<ol>
<li>Pitot tüpü takmak ve test bölümü hava akımı parçası merkezinde konumlandırın.</li>
		<li>Dalga ölçer, statik kalibrasyon etkinleştirmek için bir bilgisayar kontrollü dikey Sahne Alanı'nda bağlayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Pozisyon girişim dalganın ortadan kaldırmak için LSG derleme istenen getirme ve yanal mesafe yaklaşık 7 cm dalga Gauge montaj optik yol ile ölçmek. Not: PSD ortam ışığına etkilenmemek için gibi lazer ışını sahte yansımalar gelen çevreyi korumak için opak bir perde kullanılması önerilir.<ol>
<li>Lazer ışını dikey olarak yönlendirilmiş su deposu altında konumlandırılmış hizalayın ve ışın odak.</li>
		<li>Pozisyon fresnel lens testi bölümünde objektifin rahatsızlık hava akımı alması sonucu en aza indirmek için su yüzeyi üzerinde mümkün olduğu kadar yüksek.</li>
		<li>Bükülmesi lazer ışını deneysel oturumda planlanan aşırı Rüzgar koşulları altında kendi orta kesiminde objektifte hits emin olun.</li>
		<li>Objektifin odak düzlemi diffusive ekranında tam olarak monte sonra objektif ve ekranın yatay ve dikey hizalamasını denetleyin.</li>
		<li>Su yüzeyi hala olduğunda herhangi bir iki paralel dikey lazer ışınları tam ortasındaki diffusive ekran vurmak emin olun. Not: Bu bazı mesafe birbirinden konumlandırılmış iki özdeş lazerler kullanarak test edilebilir.</li>
		<li>Diffusive ekranda tüm bölgeyi Dedektör etkili alanı içinde olduğundan emin PSD getirin. PSD lens lens ve ekran arasındaki gerçek mesafe için objektif ayarlarını odaklanarak gerçekleştirin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. kalibrasyon ve sensörler işletimi
<ol><li>
Dalga ölçüm kalibrasyon
	<ol>
<li>Her ölçüm konumu ve deneysel vadede beklenen her maksimum Rüzgar hızı dalga ölçüm kalibrasyon gerçekleştirir.<ol>
<li>Ortalama su seviyesi yaklaşık algılama kablo uzunluğu ortasında olacak sensör dikey konumunu ayarlamak.</li>
			<li>Blower hızını ayarlamak için istediğiniz değeri ve Rüzgar sürekli yeterince uzun bir süre (2-3 dk) darbe için izin.</li>
			<li>Bir osiloskop kullanarak, el ile duyarlılık, kazanç ve en yüksek tepe ve dalga alanında beklenen en düşük yalak karşılık gelen voltaj değerleri A/D aralığında olması için saç kremi birimini kullanarak dalga ölçer uzaklığı ayarlayın dönüştürücü (+/-10 V).</li>
			<li>Blower su yüzeyi tamamen bozulmamış hale gelene kadar birkaç dakika, kapa çeneni.</li>
			<li>Beklenen en yüksek tepe içinde batık uzunluğundadır ve dalga hareket ettirerek yalak değerleri dikey olarak ölçmek doğrulayın.</li>
			<li>Özel yapım bir rutin hala belirtilen derinliklerinde bir sayıda ölçüm batış ve ortalama gerilim çıktı 5 sırasında kayıt su kullanılarak dalga göstergesi otomatik kalibrasyon gerçekleştirmek s her derinlik için.</li>
			<li>İkinci dereceden kalibrasyon polinom kaydedilen verileri bağımlılığı H(V) H (anlık yüzey yükselmesi için karşılık gelen), düşeydeki konumları Derinlik ölçer çıkış voltajı Vbir fonksiyonu olarak nerede, elde etmek için uygun.</li>
			<li>Görsel olarak monte kalibrasyon polinom (şekil 3) kalitesinden emin.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig3.jpg"> Şekil 3. Dalga ölçüm kalibrasyon eğrisi. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56480/56480fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<ol start="2"><li>
Kalibrasyon ve LSG düzeltilmesi
	<ol>
<li>LSG performans her deplasman sensör derleme sonra doğrulayın.<ol>
<li>Yatay Cam kağıt üzerinde yerleştirilen bir optik kama prizma kullanarak, lazer ışını ile ilgili bilinen Su yüzey yamaç simüle optik eksen sapma.</li>
			<li>Tıp lazer ışınının bir osiloskop veya özel olarak oluşturulmuş veri satın alma programı kullanarak diffusive ekranında nokta örnek PSD çıkarır.</li>
			<li>Hesaplama ışın saptırma açı ve eğim ölçülen koordinat lazer ışını nokta koordinat üzerinden; sonucu bilinen kama açısı ile karşılaştırın.</li>
			<li>Bir veya daha fazla prizmalar kullanarak birkaç saptırma açıları için yordamı yineleyin. Not: 17,5 ° ila 2.5 ° arasında değişen saptırma açıları ile kama prizmalar kullanıldı; diffusive ekran ile PSD kayma nedeniyle sınama başarısız olursa, PSD el ile kayma için düzeltmek için ayarlayın. Bu yordamı kullanarak el ile bir 2D yatay çeviri sahne ve bir düzey gerçekleştirilir ve çok zaman alıcıdır.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
PSD ve Kalibrasyon prosedürü doğrusallık doğrulanması
		<ol>
<li>Diffusive ekrandaki şeffaf bir kağıda yazdırılan bir eşit aralıklı kılavuz yerleştirin ve böylece aşağı ve rüzgar yönleri, çapraz eksen, x ve y, hizalanır sırasıyla şark (şekil 4). Not: Grid lazer ışını diffusive ekranda istediğiniz konuma uygun yönetmenlik ve doğru bir şekilde prizmalar kümesi kullanarak ya da lazer diffusive ekranın altında Rüzgar boyunca ve rüzgar yönde hareket kolaylaştırır.</li>
			<li>Prizmalar kümesini kullanarak, birden çok Radyal yerleşimi diffusive ekranda nokta lazer ışını ile sabit bir azimut açı koruyarak elde etmek için dikey lazer ışını saptırmak. Not: Çözünürlük 1 cm ve 7 cm maksimum yarıçapı her 9 azimut açı için kullanılır.</li>
			<li>Lazer nokta xiçinde birden çok konumlara taşımak- y tutarken yön, koordine sabiti, sonra yiçin hareketin yönünü değiştirmek ve x sabit tutmak. Not: Aralığı ve kullanılan çözünürlüğü önceki bölümünde benzer.</li>
			<li>Her kalibrasyon kılavuzda yaklaşık 50 puan toplamak. Not: Lazer ışını nokta koordinatları PSD tarafından iktisap ve PSD bağlı bir çift iki kanallı osiloskop kullanılarak hesaplandı.<ol>
<li>Her yön için kullanım doğrusal veri PSD sensör üzerinde lazer ışını koordinatlarını diffusive ekrandaki ilgili koordinatlarına dönüştürmek için kalibrasyon katsayıları verim için uygun. Not: PSD kalibrasyon örneği Şekil 5'te test bölümü Merkez çizgisi çekilen noktalar kümesi için çizilir. Diffusive ekran ve sensör eksenlerini düzgün hizalandığında yanıt sensör ve böylece kalibrasyon katsayıları her yöne hemen hemen aynıdır. Grid lazer yamaç koordinatları kolay bir belirlenmesi diffusive ekranda izin kalibrasyon prosedürü kolaylaştırır.</li>
			</ol>
</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig4.jpg"> Şekil 4. Diffusive ekran kılavuz. Lazer ışını diffusive ekranda istediğiniz konuma uygun ve doğru bir şekilde prizmalar kümesini kullanan veya lazer diffusive ekranın altında Rüzgar boyunca hareketli yönetmenlik kılavuz kolaylaştırır ve Rüzgar yön <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56480/56480fig4large.jpg" target="_blank">için buraya tıklayınız Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig5.jpg"> Şekil 5. PSD kalibrasyon eğrisi. Rakam PSD tercümesi gerilimleri koordinatlara verimleri yeterli sonuçları çıkış gösterir. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56480/56480fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
3. deneysel bir işlem ve veri toplama
Not: Aşağıdaki adımlarda kullanılan kullanıcı arabirimi için bkz. ek şekil 1 .
<ol><li>Bir ölçüye göre program kullanıcı arabirimini kullanarak üfleyici sıklığını belirleme. Not: Başlangıçta bozulmamış su yüzeyi üzerinde rüzgar hızı neredeyse kademeli bir artış, bir sabit hava debisi oranı tarafından öngörülen bir süre için takip uygulandı (120 s), ve neredeyse itici kapa üfleyici.</li>
	<li>Farklı sabit Rüzgar akış oranları sayısını ve gerekli üfleyici ayarları belirleyin.</li>
	<li>Basınç detektörler tarafından kılavuz borusu tespit dinamik basınç değişimleri beklenen aralığı ayarlarını.</li>
	<li>Her gerçekleşme başında Rüzgar yok ve su yüzeyi bozulmamış (ayna pürüzsüz) olduğundan emin olun. Veri toplama zaman uyumlu olarak körük çalışması ile başlayın.</li>
	<li>Kayıt anında yüzey yükselmesi, yüzey yamaç boyunca bileşenlerinde-Rüzgar yön, Pitot tüpü çıktı ortalama rüzgar hızı Uizleme ve öngörülen örnekleme, üfleyici denetleyicisinden gerilim değişim oranı () 300 Hz/kanal kullanılmıştır). Not: Gerilim dalga-Gauge program tarafından alınan otomatik olarak yüzey ayrıcalık şekil 3' te sunulan uygun gelen kalibrasyon katsayıları kullanılarak dönüştürülür.</li>
	<li>Örnekleme çürüyen dalga alan körük kapatıldıktan sonra kaydetmek için yeterli zaman için devam edin.</li>
	<li>Örnekleme tamamlandığında, otomatik deneysel işlemin (bağlı olarak sistem) yeterli zaman için su yüzeyi sonraki başlanmasından önce bozulmamış durumuna getirmek için sağladığından emin olun.</li>
	<li>Sonraki işlem için kaydedilmiş verileri kaydetmek.</li>
	<li>Gerçekleşmeleri (genellikle 100 bağımsız çalışır yeterli bulundu) reçete sayısı gerçekleştirin.</li>
	<li>COMPUTE ensemble ortalama parametreleri zamanın bir fonksiyonu olarak kaydedilen verilerin körük başlatılması beri geçen.</li>
	<li>Seçili hedef Rüzgar hızı test bölümü için karşılık gelen üfleyici sonraki ayarı için tüm prosedürü tekrarlayın.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Sir William Thomson, F. R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrokinetic+solutions+and+observations.">Hydrokinetic solutions and observations.</a> Philosophical Magazine. 42, 362-377 (1871).</li><li>Jeffreys, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+formation+of+water+waves+by+wind.">On the formation of water waves by wind.</a> Proc. Roy. Soc. London Ser. A. 107, 189-206 (1925).</li><li>Miles, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+generation+of+surface+waves+by+shear+flows.">On the generation of surface waves by shear flows.</a> J. Fluid Mech. 3 (2), 185-204 (1957).</li><li>Phillips, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+generation+of+waves+by+turbulent+wind.">On the generation of waves by turbulent wind.</a> J. Fluid Mech. 2 (5), 417-445 (1957).</li><li>Plate, E. J., Chang, P. C., Hidy, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experiments+on+the+generation+of+small+water+waves+by+wind.">Experiments on the generation of small water waves by wind.</a> J. Fluid Mech. 35 (4), 625-656 (1969).</li><li>Mitsuyasu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+growth+of+the+spectrum+of+wind-generated+waves+I.">On the growth of the spectrum of wind-generated waves I.</a> Rep. Res. Inst. Appl. Mech., Kyushu Univ. 16 (55), 459-482 (1968).</li><li>Toba, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+balance+in+the+air-sea+boundary+processes,+I.+On+the+growth+process+of+wind+waves.">Local balance in the air-sea boundary processes, I. On the growth process of wind waves.</a> J. Oceanog. Soc. Japan. 28, 109-120 (1972).</li><li>Toba, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+balance+in+the+air-sea+boundary+processes.+III.+On+the+spectrum+of+wind+waves.">Local balance in the air-sea boundary processes. III. On the spectrum of wind waves.</a> J. Oceanogr. Soc. Japan. 29, 209-220 (1973).</li><li>Hara, T., Bock, E. J., Donelan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency-wavenumber+spectrum+of+wind-generated+gravity-capillary+waves.">Frequency-wavenumber spectrum of wind-generated gravity-capillary waves.</a> J. Geoph. Res. 102, 1061-1072 (1997).</li><li>Caulliez, G., Gu&#233;rin, C. -. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Higher-order+statistical+analysis+of+short+wind+wave+fields.">Higher-order statistical analysis of short wind wave fields.</a> J. Geophys. Res. 117, C06002 (2012).</li><li>Mitsuyasu, H., Rikiishi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+growth+of+duration-limited+wind+waves.">The growth of duration-limited wind waves.</a> J. Fluid Mech. 85, 705-730 (1978).</li><li>Kawai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+initial+wavelets+by+instability+of+a+coupled+shear+flow+and+their+evolution+to+wind+waves.">Generation of initial wavelets by instability of a coupled shear flow and their evolution to wind waves.</a> J. Fluid Mech. 93 (4), 661-703 (1979).</li><li>Waseda, T., Toba, Y., Tulin, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adjustment+of+wind+waves+to+sudden+changes+of+wind+speed.">Adjustment of wind waves to sudden changes of wind speed.</a> J. Oceanography. 57, 519-533 (2001).</li><li>Uz, B. M., Hara, T., Bock, E. J., Donelan, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laboratory+observations+of+gravity-capillary+waves+under+transient+wind+forcing.">Laboratory observations of gravity-capillary waves under transient wind forcing.</a> J. Geophys. Res.: Oceans. 108 (C2), (2003).</li><li>Hwang, P. A., Wang, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field+measurements+of+duration-limited+growth+of+wind-generated+ocean+surface+waves+at+young+stage+of+development.">Field measurements of duration-limited growth of wind-generated ocean surface waves at young stage of development.</a> J. Phys. Oceanogr. 34 (10), 2316-2326 (2004).</li><li>Hwang, P. A., Garc&#237;a-Nava, H., Ocampo-Torres, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observations+of+wind+wave+development+in+mixed+seas+and+unsteady+wind+forcing.">Observations of wind wave development in mixed seas and unsteady wind forcing.</a> J. Phys. Oceanogr. 41, 2340-2359 (2011).</li><li>Liberzon, D., Shemer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+study+of+the+initial+stages+of+wind+waves'+spatial+evolution.">Experimental study of the initial stages of wind waves' spatial evolution.</a> J. Fluid Mech. 681, 462-498 (2011).</li><li>Miles, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+generation+of+surface+waves+by+shear+flows.+Part+2.">On generation of surface waves by shear flows. Part 2.</a> J. Fluid Mech. 6 (4), 568-582 (1959).</li><li>Plant, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+relationship+between+wind+stress+and+wave+slope.">A relationship between wind stress and wave slope.</a> J. Geophys. Res. 87, 1961-1967 (1982).</li><li>Zavadsky, A., Shemer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+turbulent+air+flow+over+evolving+water-waves+in+a+wind-wave+tank.">Characterization of turbulent air flow over evolving water-waves in a wind-wave tank.</a> J. Geophys. Res. 117, C00J19 (2012).</li><li>Zavadsky, A., Liberzon, D., Shemer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+analysis+of+the+spatial+evolution+of+the+stationary+wind+wave+field.">Statistical analysis of the spatial evolution of the stationary wind wave field.</a> J. Phys. Oceanogr. 43, 65-79 (2013).</li><li>Zavadsky, A., Benetazzo, A., Shemer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+two-dimensional+structure+of+short+gravity+waves+in+a+wind+wave+tank.">On the two-dimensional structure of short gravity waves in a wind wave tank.</a> Phys. Fluids. 29 (1), 016601 (2017).</li><li>Zavadsky, A., Shemer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+statistical+parameters+of+the+evolving+wind+wave+field+using+Laser+Slope+Gauge.">Investigation of statistical parameters of the evolving wind wave field using Laser Slope Gauge.</a> Phys. Fluids. 29 (5), (2017).</li><li>Zavadsky, A., Shemer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+waves+excited+by+near-impulsive+wind+forcing.">Water waves excited by near-impulsive wind forcing.</a> J. Fluid Mech. , (2017).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Mevcut deneysel protokol kararsız Rüzgar zorlama altında zaman ve mekan içinde geliştikçe bir dalga alanı nicel karakterizasyonu hedefleniyor. Rüzgar-dalgalar aslında rasgele ve üç boyutlu ve böylece hızlı bir şekilde zaman ve mekan içinde değişir bu yana, zamana bağımlı Rüzgar zorlama altında büyüyen bir rüzgar dalga alan bireysel gerçekleşmeleri kayıtlarının sadece yöneten nitel tahminler sağlayabilir Dalga parametreleri. Bu iletişim kuralı hedefe ulaşmak için ve istatistiksel olarak güvenilir saat ve getirme bağımlı dalga özellikleri, zaman-topluluk çok sayıda deneysel ishal Rüzgar değişim zamanında özdeş bir deseni ile ortalama uygulanmak zorunda karar verdi. Farklı hedef Rüzgar hızları ve fetches için öyle detaylı ve kapsamlı bilgi birikimi son derece zaman alıcı olduğu için deneysel işlemin otomatik ve gerekli ayarlamaları için farklı izin vermek için yeterince esnek olmak zorunda Rüzgar koşulları zorlama. Bizim bilgi en iyi şekilde, değişken Rüzgar zorlama altında çeşitli istatistiksel dalga alan parametreleri zamansal ve mekansal çözünürlükte verebilmektedir bu el yazması tanımlanan deneysel yordamı şimdiye kadar büyük ölçüde ulaşılamıyor.
Not bir laboratuvar dalga ölçümlerde rüzgar dalga yürütmek için gerekli deneyler süresince tank tesisin büyüklüğü ile önemli ölçüde artırır. Bu kısmen çünkü getirme ile dalga büyüme aşaması süresi artar (bkz. şekil 6). Dalga uzunlukları ve dönemleri de her deneme süresi getirme17,21,23,24, böylece için biriktirme istatistiksel temsilcisi veri ile büyümeye çalışma vardır uzun için karşılaştırılmak üzere karşılık gelen baskın dalga periyodu. Bireysel gerçekleşmeleri fetches önemli ölçüde bu çalışmanın istihdam daha uzun, var böylece lengthier olmak. Daha da önemlisi, herhangi bir deney tesisi rüzgarda tarafından heyecan en uzun dalga boylarında karakteristik tank sipariş uzunluktadır. Böylece daha büyük bir tesis rüzgarda kapanmasının sonra depoda kalan kalan dalgalar onların çürümesi için daha uzun zaman gerektirir. Bozulmamış su yüzeyine dönmek için gereken daha büyük bir rüzgar dalga tankında ardışık çalıştırma arasında aralığı bu nedenle önemli bizim deneylerde istihdam altı dakikalık zaman aralığı daha uzun olmalıdır.
Yukarıda açıklanan genel bir yaklaşım sabit ve kararsız Rüzgar koşulları zorlamadan çeşitli için uygulanabilir. Bu makale, Rüzgar zorlamaktan zamansal değişim kararsız dalga alan etkili itici Rüzgar zorlama ve kapatma altında hem de sürekli rüzgar zorlama altında çalışmaya yeterli vücut veri birikimi etkinleştirme amacı ile seçildi. Bu amaçla, bakım su yüzeyi sakin ve rahatsız edilmeden önce her deneysel çalışma başlatılması sağlamak için alınmıştır. Her yinelemenin Rüzgar neredeyse düşüncesizce üfleyici tarafından başlatıldı sonra yeterince uzun bir süre sonra körük kapatıldı (mevcut deneylerde 2 dk), hava debisi oranı sabit kaldı. Bu yaklaşım yarı sabit duruma verilen getirme ve rüzgar hızı, sonra dalgalar altında sürekli rüzgar zorlayarak, karakteristik, başlangıçta sakin su yüzeyinden büyüyen ayrı olarak geçici gelişen rüzgar dalga alanları eğitim sağlar ve son olarak Rüzgar zorlama aniden kapanır sonra dalgalar çürüme.
Her bireysel gerçekleşme dönemi sakin böylece içerir mevcut çalışma süresi 8 dk aşıyor. Bu nedenle, hangi veri deneyler için bir tek getirme 100 bağımsız çalışır ve hedef Rüzgar hızı son yaklaşık 15 saat (dalga ölçüm kalibrasyon prosedürü süresini de içeren) biriktirilir. Bu başarılı olmak böyle bir çaba için tüm deneysel işlemin otomatik olarak, Yani insan müdahalesi olmadan tamamen dışarı taşınabilmesi şart olduğu açıktır.
Tesis ve tam otomatik ölçüm ve kalibrasyon işlemleri her iki mütevazı boyutunu kabul edilen deneysel yaklaşım uygulanması için çok önemli olduğunu böylece stres. Mufassal-den sonuçlanmak kararsız zorlama altında rüzgar dalga alan evolution üzerinde başka bir yerde gelecekte sunulacak, şekil 6, Şekil 7ve şekil 8 daha önce kullanılamaz bu bilgileri belirgin iken üzerinde ince ayrıntıları Rüzgar-dalga evrim da çalışmanın birikmiş. Bu bilgiler tarafından Rüzgar1,2,3,4,5,24dalgalar uyarma ile anlaşma farklı teorik modelleri doğrulamak için kullanılır.

Eski zamanlardan beri bilinen dalgalar su yüzeyleri üzerinde rüzgar tarafından heyecanlı mısın olmuştur. Bu süreci yöneten fiziksel mekanizma şimdiki anlayış çok tatmin edici. Ancak onların güvenilir deneysel doğrulama henüz kullanılabilir değil, çok sayıda teorileri rüzgar dalga üretimi açıklamak çalışırken yıl1,2,3,4üzerinde önerilmiştir. Okyanusun rastgele Rüzgar dalgaların ölçümleri hızlı bir şekilde olduğu gibi büyüklüğü de yönde değişebilir öngörülemeyen rüzgar nedeniyle son derece zor. Laboratuvar deneyleri uzun süreli ve tekrarlanabilir ölçümler etkinleştirmek kontrol edilebilir koşulları avantajına sahip.
Laboratuvar ortamında zorlama sürekli rüzgar altında Rüzgar-dalgalar uzayda gelişmeye. Erken laboratuvar deneyleri sürekli zorlama altında dalgalar üzerinde yirmi yıl önce gerçekleştirilen anlık yüzey yükseklik ölçüleri5,6,7,8' e sınırlıydı. Daha yeni çalışmalar da ani su yüzey eğim açısı, LSG9,10gibi ölçmek için çeşitli optik teknikler istihdam. Bu ölçümler kimileri rüzgar dalga alanlarının üç boyutlu yapısı hakkında Nitel bilgi sınırlı izin. Sahada yapılan deneyler olduğu gibi Rüzgar zorlama kararsız, ne zaman, sadece uzayda ama bu sürede de istatistiksel parametreleri elde edilen dalga alanın değişken olduğundan ek karmaşıklığı su dalgaları uyarma sorun Rüzgar tarafından tanıtıldı. Defa Saat-bağımlı zorlama altında nitelik ve nicelik dalga evrim kalıpları açıklamak için yapılan girişimleri sadece kısmen başarılı11,12,13,14 olduğunu , 15 , 16. uyarma için neden olabilir farklı makul fiziksel mekanizmaları göreli katkısını ve büyüme dalgalar Rüzgar eylem nedeniyle büyük ölçüde bilinmeyen kalır.
Deneysel tesis rüzgar dalga alan özellikleri her iki sabit veya kararsız Rüzgar zorlama altında varyasyonu doğru ve çeşitli istatistiksel bilgi birikimi etkinleştirme amacı ile tasarlanmıştır. İki önemli faktörler bu ayrıntılı çalışmalar taşıyan kolaylaştırdı. İlk olarak, zaman ve mekan içinde nispeten kısa karakteristik evrim tesis sonuçlarında mütevazı boyutunu ölçekler. İkinci olarak, Bütün deneyin tamamen böylece çeşitli deneysel koşullarda deneysel çalışır performansını otomatik olarak ve hemen hemen insan müdahalesi olmadan etkinleştirme bir bilgisayar tarafından kontrol edilir. Bu deneysel set-up dalgalar diğerlerinden itici Rüzgar tarafından heyecan üzerinde deneyler yapmak çok önemli öneme sahip bulunuyor.
Kayma büyüme sabit zorlama altında Rüzgar-dalgaların tesisimizde Rüzgar hızları17bir dizi için çalışılmıştır. Sonuç olarak bitki19tarafından sunulan mil18 teorisi dayalı büyüme hızı tahminleri ile karşılaştırıldı. Karşılaştırma deneysel sonuçlar özellikle teorik Öngörüler farklı saptandı. Ek önemli parametreler de içinde elde edilen17, ortalama basınç düşüşü test bölümü, hem de mutlak değerler ve karakteristik statik basınç dalgalanmaları aşamaları gibi vardı. Hava-su arabirimi kesme stres Rüzgar ve dalgalar17,19arasında momentum ve enerji transferi karakterizasyonu için önemlidir. Bu nedenle, Logaritmik sınır tabaka ve hava akımı dalgalar çok sayıda fetches gerçekleştirilen ve Rüzgar hızları20su üstünde çalkantılı dalgalanmalar ayrıntılı. Sürtünme hız u* bu çalışmada belirlenen hava-su arayüzüne değerleri içinde tesis21ölçülen Rüzgar dalgaların boyutsuz istatistiksel parametreleri elde etmek için kullanılmıştır. Bu değerler elde etmek daha büyük deneysel teçhizatları ve sahada yapılan deneyler karşılık gelen boyutsuz parametreleri ile karşılaştırıldı. Bu gösterilmiştir daha önce21 uygun ölçeklemeyle, küçük ölçekli tesisimizde elde edilen rüzgar dalga alan önemli özellikleri önemli ölçüde karşılık gelen verilerden farklı, değil mi ki daha büyük laboratuvarda birikmiş teçhizatları ve açık deniz ölçümleri. Bu parametreler temsilcisi dalga yüksekliği ve dalga boyu, yüzey yükselmesi frekans spektrumu yanı sıra değerleri daha yüksek istatistiksel anları şeklinde kayma büyüme içerir.
Bizim tesis22,23 ' te yürütülen sonraki çalışmaları rüzgar dalgaları aslında rasgele ve üç boyutlu olduğunu gösterdi. 3D yapısı Rüzgar dalgaların içine daha iyi bir fikir almak için su yüzey kotu nicel zamana bağımlı ölçümleri stereo video görüntüleme22kullanarak genişletilmiş alan üzerinde gerçekleştirmek için çalışıldı. Henüz yeterince etkili değildir mevcut ve işlem algoritmaları kullanılabilir yetersiz bilgisayar gücü nedeniyle bu girişimleri sadece kısmen başarılı olduğunu kanıtladı. Ancak, geleneksel kapasite türü dalga ölçer ve LSG kombine kullanımı rüzgar dalgaları kayma yapısı üzerinde değerli bilgiler sağlar gösterilmiştir. Her iki bu araçların eşzamanlı uygulama anlık yüzey yükseklik ve anlık yüzey yamaç23iki bileşenden bağımsız ölçümleri ile yüksek zamansal çözünürlük sağlar. Bu ölçümler hem baskın frekans tahmini ve baskın dalga boyu dalgalar gibi dalga yapısı Rüzgar normal yönde içgörü sağlayarak sağlar. Dikey olarak bilgisayar kontrollü motoru ile hareket edebilir, bir kılavuz borusu sensörler kümesi tamamlar ve rüzgar hızı ölçümleri için kullanılır.
Rastgele ve three-dimensionality ölçülen parametreler için bile önemli değişkenliği dalgalar neden Rüzgar sürekli yapılan açık Rüzgar zorlayarak bu çalışmalar ve tek bir ölçme konum. Böylece, ölçümleri süre ölçekler ölçülen dalga alanının güvenilir istatistiksel miktarları ayıklamak için yeterli bilgi toplamaya ihtiyaç vardır karakteristik zaman ile orantılı ile uzun süredir devam eden. Dalga alanın mekansal varyasyon düzenleyen mekanizmalar değerli fiziksel bir anlayış kazanmak için ölçümler çeşitli yerlerde ve Rüzgar akış hızı gibi çeşitli değerler için test bölümü mümkün olduğunca gerçekleştirmek için zorunludur. Bu hedefe ulaşmak için bu nedenle otomatik deneysel bir işlem uygulamak için son derece arzu edilir.
Dalgalar kararsız Rüzgar zorlayarak heyecan üzerinde deneyler ek bir karmaşıklık düzeyi tanıtmak. Bu tür çalışmalarda, Rüzgar hızı anlık seviyeye anlık ölçülen parametreler ilişkilendirmek için zorunludur. Dalgalar üzerinde deneyler heyecanlı bir neredeyse itici Rüzgar önemli örnek olarak zorlama tarafından diğer göz önünde bulundurun. Bu durumda, çok sayıda bağımsız ölçüleri aynı reçete desen24takip zaman içinde değişir Rüzgar eylem altında gelişen rüzgar dalga alanının ihtiyaç vardır. Hava akımı, başlatılması beri geçen zaman bir fonksiyonu olarak ifade anlamlı istatistiksel parametreleri sonra bağımsız gerçekleşmeleri birikmiş topluluğu ayıklanan veriler sayı ortalaması alınarak hesaplanır. Bu girişim onlarca ve yüzlerce saat sürekli örnekleme gerektirebilir. Deneme tam otomatik sürece deneysel seans iddialı bir görevi gerçekleştirmek için gereken toplam süresi bütün yaklaşımı olanaksız, işler. Yakın zamana kadar rüzgar dalga özellikleri gibi yok tamamen bilgisayarlı deneysel işlem geliştirilmiştir. Bu dengesiz zorlama altında Rüzgar dalgalar üzerinde güvenilir istatistiksel veri eksikliği için başlıca nedenleri arasında yer alıyor.
Tesisin deneme için kullanılan piyasada bulunan üzerinden oluşturulur değil beri kapalı donanım, burada ana parçalarının kısa bir açıklama sağlanmıştır.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig1.jpg"> Şekil 1. Şematik (değil ölçeklemek için) deney tesisi görünümünü. 1 - üfleyici; 2 - odası yerleşme giriş akımı; 3 - çıkış odası yerleşme; 4 - susturucu kutuları; 5 - test bölümü; bir 6 - plaj; 7 - ısı eşanjörü; 8 - petek; 9 - meme; 10 - wavemaker; 11 - flep; 12 - araç taşıma; 13 - step motor tarafından tahrik dalga ölçer; 14 - kılavuz bir step motor tarafından tahrik borusu. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56480/56480fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Deney tesisi bir kapalı devre Rüzgar tüneli (bir şematik Resim 1' de gösterilen) bir dalga tankı üzerine monte oluşur. Test bölümü 5 m uzun, 0.4 m genişliğinde ve 0,5 m derinde. Yanağında ve zemin 6 mm kalınlığında cam plakaları yapılır ve alüminyum profillerden yapılmış bir çerçeve içinde içine alınır. 40 cm uzun flep nozzle dan hava akımı kesit için su yüzeyi pürüzsüz bir genişleme sağlar. Dalga enerjisi gözenekli ambalaj malzemeden yapılmış beach emici tank ucunda yer alır. Bilgisayar kontrollü üfleyici ortalama hava akım hızı testi bölümünde 15 m/s'ye ulaşma sağlar.
Özel yapım kapasite türü 100 mm uzunluğundaki dalga ölçer anodize Tantal yapılır. 0.3 mm tel dalga ölçüm kalibrasyon için tasarlanmış bir PC kontrollü adım motor tarafından tahrik dikey bir sahnede monte edilir. Bir kılavuz borusu 3 mm çapında dinamik basınç test bölümü Merkezi hava akımı kısmında ölçmek için kullanılır.
Anlık 2D su yüzey yamaç, ölçme LSG, tank (Şekil 2) boyunca herhangi bir yerde konumlandırılmış test bölümünden müstakil bir çerçeve yüklenir. LSG dört ana bölümden oluşur: bir lazer diyot, bir Fresnel lens, diffusive bir ekran ve bir pozisyon algılama dedektörü (PSD) derleme. Lazer diyot 650 nm (kırmızı), 200 mW focusable lazer ışını çapı yaklaşık 0.5 mm ile oluşturur. 26.4 cm çapında Fresnel lens odak uzaklığı 22.86 cm ile objektif geri odak düzlemi içinde yer alan 25 x 25 cm2 diffusive ekrana gelen lazer ışını yönlendirir.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig2.jpg"> Şekil 2. Şematik lazer eğim ölçer (LSG). 1 - lazer diyot; 2 - Fresnel lens; 3 - diffusive ekran; 4 - pozisyon sensörü dedektörü (PSD). <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56480/56480fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Bu iletişim kuralı içinde çok sayıda parametreleri kararsız dalgalar karakterize aynı anda zamana bağımlı Rüzgar zorlama altında ölçülen deneyler performans sağlayan ile ilgili yordamı açıklamaktadır. Yordamı deney tesisi teknik sınırlamalar içinde görüş-in elde edilebilir zaman rüzgar hız istenen herhangi bir bağımlılığı için ayarlanabilir. Özellikle hangi her gerçekleştirilmesi, Rüzgar başlar neredeyse düşüncesizce başlangıçta sakin su üzerinde deneyler mevcut protokolünü açıklar. O zaman sürer yeterince uzun bunun için zorlama sürekli Rüzgar Rüzgar dalga alanında her yerde test bölümü yarı sabit devlet attains. Rüzgar, sonunda yine neredeyse düşüncesizce, aşağı doğru kapatın. Her aşamasında, birden çok dalga parametreler kaydedilir. Tesisimizde hesaplama çok sayıda istatistiksel temsilcisi ensemble ortalama olarak miktarlar anlık yerel rüzgar dalga alan karakterize roman ve son deneyler sırasında geliştirilmiş sağlar yordamı yürütülen 22 , 23 , 24.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>PSD</td>
			<td>THORLABS</td>
			<td>PDP90A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Diode</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>any laser pointer &#8804; 200 mW</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aspheric Fresnel Lens</td>
			<td>EDMUND OPTICS</td>
			<td>#46-390</td>
			<td>Diameter 10.4&#39;&#39;, Focal length 9&#39;&#39;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wave-gauge</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure Transducer</td>
			<td>MAMAC SYSTEMS</td>
			<td>PR-274-R2-VDC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Signal Conditioner</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diffusive screen</td>
			<td>EDMUND OPTICS</td>
			<td>#02-147</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water tank</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custome made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A/D card PCI-6221</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>779066-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pitot tube</td>
			<td>KIMO Instruments</td>
			<td>12971</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15&#176; Nom. VIS-NIR Coated, Wedge Prism</td>
			<td>EDMUND OPTICS</td>
			<td>#47-624</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10&#176; Nom. VIS 0&#176; Coated, Wedge Prism</td>
			<td>EDMUND OPTICS</td>
			<td>#49-444</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.5&#176; Nom. Fused Silica Wedge Prism Uncoated</td>
			<td>EDMUND OPTICS</td>
			<td>#84-863</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4&#176; Nom. Uncoated, Wedge Prism</td>
			<td>EDMUND OPTICS</td>
			<td>#43-650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5.0&#176; Nom. Fused Silica Wedge Prism Uncoated</td>
			<td>EDMUND OPTICS</td>
			<td>#84-865</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabView Full Development System</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>776670-35</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurements of waves in a wind-wave tank under steady and time-varying wind forcing

Bu el yazması su dalgaları zamana bağımlı ve sürekli rüzgar zorlayarak heyecanlı zamansal ve mekansal evrim çeşitli kantitatif bilgi almak sağlanır deneysel bir işlem açıklanır. Kapasite türü dalga ölçer ve lazer eğim ölçer (LSG) ani su yüzey kotu ve anlık yüzey yamaç boyunca test bölümü rüzgar dalga tesisin yerlerden, iki bileşenden ölçmek için kullanılır. Bilgisayar kontrollü üfleyici hava akımı ve suyun içinde belgili tanımlık tank olan oranı zaman içinde değişebilir sağlar. Mevcut deneylerde, Rüzgar hızı testi bölümünde başlangıçta hızla diğerlerinden ayarlanmış değere artar. Bu daha sonra sürekli için öngörülen süre tutulur; son olarak, hava akımı kapamak aşağı. Her deneysel çalışması başında su yüzeyi sakindir ve Rüzgar yok. Körük işlemi aynı anda tüm sensörler tarafından sağlanan verileri edinimi ile bir bilgisayar tarafından başlatılan; içinde belgili tanımlık tank dalgalar tam çürüme kadar veri toplama devam eder. Kantitatif ilk geliştirme aşamasına zamanı rüzgar dalgaları varyasyon açıklayan istatistiksel olarak güvenilir ensemble ortalama karakteristik parametrelerin belirlenmesi aynı zorlayan koşullar altında gerçekleştirilen birden çok bağımsız çalıştırma izin bir işlev getirme. Yordamı da zamanla, Rüzgar getirme bir fonksiyonu olarak kapatılmadan bir kez kayma evrim sürekli rüzgar zorlama altında dalga alanının yanı sıra dalgalar çürüme karakterize sağlar.

Temsilci topluluk ortalama olarak sonuçları şekil 6, Şekil 7ve şekil 8çizilir. Şekil 6 ' da bir fonksiyonu olarak sunulan rasgele Rüzgar dalgaların genliği karakterize anlık yüzey ayrıcalık <η2>1/2 RMS değerler varyasyonu bu yana geçen körük inisiyasyon. Sonuçlar üç hedef Rüzgar hızları, U. ve wavemaker, x, 3 mesafeler için sunulur
Sabit getirme x, için denge yarı sabit devlet karakteristik dalga genlikleri ile rüzgar hızı Uartırmak; Ancak, körük inisiyasyon şiddetle U üzerinde herhangi bir belirli x. bağlı görünmüyor sonra <η2>1/2 yarı sabit değeri elde edilmek süresi gerekli U zorlayarak Rüzgar sürekli hedef değeri için karakteristik dalga genlikleri denge değerlerini getirme ile artırın. Ayrıca <η2>1/2 değişim oranı varyasyon açıkça farklı aşamaları Rüzgar-dalgalar büyüme var olduğunu düşündüren şekil 6, çizilen her eğri olarak tanımlanabilir olduğunu unutmayın işlem. Ensemble ortalama olarak RMS değerlerini downwind ve Rüzgar yamaçta bileşenlerin, <ηx2>1/2 ve <ηy2>1/ 2, Şekil 7 ' de iki fetches ve rüzgar hızı U. iki değerleri için çizilen
Şekil 6 ve karakteristik zaman ölçekleri varyasyon her iki yüzey yamaçta bileşenlerin özellikle yüzey yükseklik değişimi karşılık gelen ölçekler kısa Şekil 7 karşılaştırılması üzerinden belirgindir. <ηx2>1/2 ve <ηy2>1/2 yarı sabit değerleri aynı büyüklük, olmakla birlikte, karakteristik yamaçları rüzgar yönde yamaçları boyunca-rüzgar yönde küçüktür. Bu sonuçlar Rüzgar-dalgalar kısa ince kenarlı ve üç boyutlu olduğunu gösteriyor. Yarı sabit Rüzgar zorlama altında her iki yönde karakteristik eğim değerleri esas getirme x/ bağımsız, Rüzgar hızı U. ile artırmak gibi görünüyor ama Zamansal değişim için sabit x ve U iki yamaçta bileşenlerin daha yakından bakmak <ηx2>1/2 ilk artış sürekli olduğunu ortaya koymaktadır ve özellikle <ηy2>1/2daha hızlı. Böylece, Rüzgar aktivasyonu ile sakin su yüzeyinde görünür ilk dalgaların büyüme çok erken aşaması sırasında onlar yaklaşık iki boyutlu olarak görülebilir. Bu aşamada bir ikinci yalnızca bir kısmını için sürer; Yine de, temel three-dimensionality dalga alanının belirli bir gecikme ile geliştirir vurgulamak önemlidir.
Körük kapanmasının şekil 8' de gösterilen sonra dalga alanın davranışını. Tankın içinde kalan dalgalar hızlı, etkili bir şekilde yaklaşık 1 dakika sonra kaybolan çürüdü.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig6.jpg"> Şekil 6. Yüzey ayrıcalık RMS zamansal değişim. Rakam <η2>1/2 tarafından temsil edilen karakteristik dalga yüksekliği varyasyon zaman ölçekleri hedef Rüzgar hızı U ve getirme x. bağlı olduğunu gösterir <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56480/56480fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig7.jpg"> Şekil 7. Downwind/çapraz-Rüzgar yüzey yamaçta bileşenlerin varyasyon RMS süresi ile. Topluluğu ortalama olarak RMS değerlerini downwind ve Rüzgar yamaçta bileşenlerin, <ηx2>1/2 ve <ηy2>1/2, Burada çizilir. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56480/56480fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56480/56480fig8.jpg"> Şekil 8. Rüzgar dalga çürüme under körük kapatıldıktan sonra. Ensemble ortalama olarak RMS değerlerini downwind ve Rüzgar yamaçta bileşenlerin, <ηx2>1/2 ve <ηy2>1/2, iki fetches ve rüzgar hızı U. iki değerleri için Şekil 7 üzerindeki <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56480/56480fig8large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Ek şekil 1: özel olarak oluşturulmuş yazılım kullanıcı arabirimi veri toplama için. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56480/Print_screen_Labview_transient_case.jpg">Bu dosyayı indirmek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Measurements of Waves in a Wind-wave Tank Under Steady and Time-varying Wind Forcing at JoVE.com

Measurements of Waves in a Wind-wave Tank Under Steady and Time-varying Wind Forcing

Bu el yazması su dalgalar küçük ölçekli bir tesiste sürekli ve kararsız Rüzgar zorlayarak heyecanlı deneyler üzerinden güvenilir istatistiksel parametreleri almak sağlanır tamamen bilgisayar kontrollü bir yordam açıklanır.

Sürekli ve zaman değişen Rüzgar zorlama altında bir rüzgar dalga Tank dalgalar ölçümleri

This manuscript describes an experimental procedure that allows obtaining diverse quantitative information on temporal and spatial evolution of water ...

measurements-waves-wind-wave-tank-under-steady-time-varying-wind

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Engineering

Physics

Electrical Engineering

Unit 1

First and Second-Order Circuits

Waves

SCIENTISTS IN ACTION

8.6K Görüntüleme.  Tel-Aviv University. Bu el yazması su dalgalar küçük ölçekli bir tesiste sürekli ve kararsız Rüzgar zorlayarak heyecanlı deneyler üzerinden güvenilir istatistiksel parametreleri almak sağlanır tamamen bilgisayar kontrollü bir yordam açıklanır.

Video: Measurements of Waves in a Wind-wave Tank Under Steady and Time-varying Wind Forcing

Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is presented. The SANS shear cell consists of a concentric cylinder Couette geometry that is sealed and rotating about a horizontal axis so that the vorticity direction of the flow field is aligned with the neutron beam enabling scattering from the 1-2 plane of shear (velocity-velocity gradient, respectively). This approach is an advance over previous shear cell sample environments as there is a strong coupling between the bulk rheology and microstructural features in the 1-2 plane of shear. Flow-instabilities, such as shear banding, can also be studied by spatially resolved measurements. This is accomplished in this sample environment by using a narrow aperture for the neutron beam and scanning along the velocity gradient direction. Time resolved experiments, such as flow start-ups and large amplitude oscillatory shear flow are also possible by synchronization of the shear motion and time-resolved detection of scattered neutrons. Representative results using the methods outlined here demonstrate the useful nature of spatial resolution for measuring the microstructure of a wormlike micelle solution that exhibits shear banding, a phenomenon that can only be investigated by resolving the structure along the velocity gradient direction. Finally, potential improvements to the current design are discussed along with suggestions for supplementary experiments as motivation for future experiments on a broad range of complex fluids in a variety of shear motions.

A shear cell is developed for small-angle neutron scattering measurements in the velocity-velocity gradient plane of shear and is used to characterize complex fluids. Spatially resolved measurements in the velocity gradient direction are possible for studying shear-banding materials. Applications include investigations of colloidal dispersions, polymer solutions, and self-assembled structures.

1-2 Düzlem Flow-Küçük Açı Nötron Saçılma kullanma Malzeme Mikroyapı altında Akış Ölçme

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is ...

Mühendislik

Preparation and Friction Force Microscopy Measurements of Immiscible, Opposing Polymer Brushes

Solvated polymer brushes are well known to lubricate high-pressure contacts, because they can sustain a positive normal load while maintaining low friction at the interface. Nevertheless, these systems can be sensitive to wear due to interdigitation of the opposing brushes. In a recent publication, we have shown via molecular dynamics simulations and atomic force microscopy experiments, that using an immiscible polymer brush system terminating the substrate and the slider surfaces, respectively, can eliminate such interdigitation. As a consequence, wear in the contacts is reduced. Moreover, the friction force is two orders of magnitude lower compared to traditional miscible polymer brush systems. This newly proposed system therefore holds great potential for application in industry. Here, the methodology to construct an immiscible polymer brush system of two different brushes each solvated by their own preferred solvent is presented. The procedure how to graft poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) from a flat surface and poly(methyl methacrylate) (PMMA) from an atomic force microscopy (AFM) colloidal probe is described. PNIPAM is solvated in water and PMMA in acetophenone. Via friction force AFM measurements, it is shown that the friction for this system is indeed reduced by two orders of magnitude compared to the miscible system of PMMA on PMMA solvated in acetophenone.

The methodology to perform friction force microscopy experiments for contacting brushes is presented: Two polymer brushes that are grafted from (a) substrates and (b) colloidal probes are slid to show that, by using two contacting immiscible brush systems, friction in sliding contacts is reduced compared to miscible brush systems.

Polimer Fırçalar Karşı karışmayan hazırlanması ve Sürtünme Kuvvet Mikroskobu Ölçümleri,

Solvated polymer brushes are well known to lubricate high-pressure contacts, because they can sustain a positive normal load while maintaining low ...

Preparation and Evaluation of Hybrid Composites of Chemical Fuel and Multi-walled Carbon Nanotubes in the Study of Thermopower Waves

When a chemical fuel at a certain position in a hybrid composite of the fuel and a micro/nanostructured material is ignited, chemical combustion occurs along the interface between the fuel and core materials. Simultaneously, dynamic changes in thermal and chemical potentials across the micro/nanostructured materials result in concomitant electrical energy generation induced by charge transfer in the form of a high-output voltage pulse. We demonstrate the entire procedure of a thermopower wave experiment, from synthesis to evaluation. Thermal chemical vapor deposition and the wet impregnation process are respectively employed for the synthesis of a multi-walled carbon nanotube array and a hybrid composite of picric acid/sodium azide/multi-walled carbon nanotubes. The prepared hybrid composites are used to fabricate a thermopower wave generator with connecting electrodes. The combustion of the hybrid composite is initiated by laser heating or Joule-heating, and the corresponding combustion propagation, direct electrical energy generation, and real-time temperature changes are measured using a high-speed microscopy system, an oscilloscope, and an optical pyrometer, respectively. Furthermore, the crucial strategies to be adopted in the synthesis of hybrid composite and initiation of their combustion that enhance the overall thermopower wave energy transfer are proposed.

A protocol for conducting thermopower wave experiments is presented. The synthesis of hybrid composites of a chemical fuel and micro/nanostructured material, manufacturing of a thermopower wave generator, and methods for measuring the corresponding physical phenomena are described.

Thermopower Dalgalarının Çalışmasında Kimyasal Yakıt ve Multi-duvarlı Karbon Nanotüpler Hibrit Kompozitlerin Hazırlanması ve Değerlendirilmesi

When a chemical fuel at a certain position in a hybrid composite of the fuel and a micro/nanostructured material is ignited, chemical combustion occurs ...

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can potentially contribute to the exposure of biota and humans. The diffusive gradients in thin films technique is introduced here for in-situ measurements of Pu bioavailability and speciation. A diffusion cell constructed for laboratory experiments with Pu and the newly developed protocol make it possible to simulate the environmental behavior of Pu in model solutions of various chemical compositions. Adjustment of the oxidation states to Pu(IV) and Pu(V) described in this protocol is essential in order to investigate the complex redox chemistry of plutonium in the environment. The calibration of this technique and the results obtained in the laboratory experiments enable to develop a specific DGT device for in-situ Pu measurements in freshwaters. Accelerator-based mass-spectrometry measurements of Pu accumulated by DGTs in a karst spring allowed determining the bioavailability of Pu in a mineral freshwater environment. Application of this protocol for Pu measurements using DGT devices has a large potential to improve our understanding of the speciation and the biological transfer of Pu in aquatic ecosystems.

The technique of diffusive gradients in thin films (DGT) is proposed for speciation studies of plutonium. This protocol describes diffusion experiments probing the behavior of Pu(IV) and Pu(V) in presence of organic matter. DGTs deployed in a karstic spring allow assessment of the bioavailability of Pu.

İnce Filmlerde Difüzyon kullanma Çevre Pluton&#39;un Türleşme ve biyoyararlanımı Ölçümleri

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

Experimental Protocol to Investigate Particle Aerosolization of a Product Under Abrasion and Under Environmental Weathering

The present article presents an experimental protocol to investigate particle aerosolization of a product under abrasion and under environmental weathering, which is a fundamental element to the approach of nanosafety-by-design of nanostructured products for their durable development. This approach is basically a preemptive one in which the focus is put on minimizing the emission of engineered nanomaterials' aerosols during the usage phase of the product's life cycle. This can be attained by altering its material properties during its design phase without compromising with any of its added benefits. In this article, an experimental protocol is presented to investigate the nanosafety-by-design of three commercial nanostructured products with respect to their mechanical solicitation and environmental weathering. The means chosen for applying the mechanical solicitation is an abrasion process and for the environmental weathering, it is an accelerated UV exposure in the presence of humidity and heat. The eventual emission of engineered nanomaterials is studied in terms of their number concentration, size distribution, morphology and chemical composition. The purpose of the protocol is to study the emission for test samples and experimental conditions which are corresponding to real life situations. It was found that the application of the mechanical stresses alone emits the engineered nanomaterials' aerosols in which the engineered nanomaterial is always embedded inside the product matrix, thus, a representative product element. In such a case, the emitted aerosols comprise of both nanoparticles as well as microparticles. But if the mechanical stresses are coupled with the environmental weathering, the experimental protocol reveals then the eventual deterioration of the product, after a certain weathering duration, may lead to the emission of the free engineered nanomaterial aerosols too.

In this article, an experimental protocol to investigate particle aerosolization of a product under abrasion and under environmental weathering is presented. Results on the emission of engineered nanomaterials, in the form of aerosols are presented. The specific experimental set-up is described in detail.

Deneysel Protokol Aşınma altında ve Çevre Ayrışma altında Ürünün Parçacık aerosol haline Araştırma

The present article presents an experimental protocol to investigate particle aerosolization of a product under abrasion and under environmental ...

Automation of Mode Locking in a Nonlinear Polarization Rotation Fiber Laser through Output Polarization Measurements

When a laser is mode-locked, it emits a train of ultra-short pulses at a repetition rate determined by the laser cavity length. This article outlines a new and inexpensive procedure to force mode locking in a pre-adjusted nonlinear polarization rotation fiber laser. This procedure is based on the detection of a sudden change in the output polarization state when mode locking occurs. This change is used to command the alignment of the intra-cavity polarization controller in order to find mode-locking conditions. More specifically, the value of the first Stokes parameter varies when the angle of the polarization controller is swept and, moreover, it undergoes an abrupt variation when the laser enters the mode-locked state. Monitoring this abrupt variation provides a practical easy-to-detect signal that can be used to command the alignment of the polarization controller and drive the laser towards mode locking. This monitoring is achieved by feeding a small portion of the signal to a polarization analyzer measuring the first Stokes parameter. A sudden change in the read out of this parameter from the analyzer will occur when the laser enters the mode-locked state. At this moment, the required angle of the polarization controller is kept fixed. The alignment is completed. This procedure provides an alternate way to existing automating procedures that use equipment such as an optical spectrum analyzer, an RF spectrum analyzer, a photodiode connected to an electronic pulse-counter or a nonlinear detecting scheme based on two-photon absorption or second harmonic generation. It is suitable for lasers mode locked by nonlinear polarization rotation. It is relatively easy to implement, it requires inexpensive means, especially at a wavelength of 1550 nm, and it lowers the production and operation costs incurred in comparison to the above-mentioned techniques.

A protocol to detect and automate mode locking in a pre-adjusted nonlinear polarization rotation fiber laser is presented. The detection of a sudden change in the output polarization state when mode locking occurs is used to command the alignment of an intra-cavity polarization controller in order to find mode-locking conditions.

Çıktı Polarizasyon Ölçümler aracılığıyla Doğrusal Olmayan Polarizasyon Rotasyon Fiber Lazer Mod Kilitleme Otomasyonu

When a laser is mode-locked, it emits a train of ultra-short pulses at a repetition rate determined by the laser cavity length. This article outlines a ...

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must be smaller than the incident wavelength of sound and the width of the fluidic channels are typically tens to hundreds of micrometers across, acoustofluidic devices typically use ultrasonic waves generated from a piezoelectric transducer pulsating at high frequencies (in the megahertz range). At characteristic frequencies that depend on the geometry of the device, it is possible to induce the formation of standing waves that can focus particles along desired fluidic streamlines within a bulk flow. Here, we describe a method for the fabrication of acoustophoretic devices from common materials and clean room equipment. We show representative results for the focusing of particles with positive or negative acoustic contrast factors, which move towards the pressure nodes or antinodes of the standing waves, respectively. These devices offer enormous practical utility for precisely positioning large numbers of microscopic entities (e.g., cells) in stationary or flowing fluids for applications ranging from cytometry to assembly.

Acoustofluidic devices use ultrasonic waves within microfluidic channels to manipulate, concentrate and isolate suspended micro and nanoscopic entities. This protocol describes the fabrication and operation of such a device supporting bulk acoustic standing waves to focus particles in a central streamline without the aid of sheath fluids.

Fabrikasyon ve Acoustofluidic Cihazlarının Çalışma Parçacıkların yoğunlaşırken Sheathless için Toplu Akustik Daimi Dalgalar desteklenmesi

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

Experimental Methodology for Estimation of Local Heat Fluxes and Burning Rates in Steady Laminar Boundary Layer Diffusion Flames

Modeling the realistic burning behavior of condensed-phase fuels has remained out of reach, in part because of an inability to resolve the complex interactions occurring at the interface between gas-phase flames and condensed-phase fuels. The current research provides a technique to explore the dynamic relationship between a combustible condensed fuel surface and gas-phase flames in laminar boundary layers. Experiments have previously been conducted in both forced and free convective environments over both solid and liquid fuels. A unique methodology, based on the Reynolds Analogy, was used to estimate local mass burning rates and flame heat fluxes for these laminar boundary layer diffusion flames utilizing local temperature gradients at the fuel surface. Local mass burning rates and convective and radiative heat feedback from the flames were measured in both the pyrolysis and plume regions by using temperature gradients mapped near the wall by a two-axis traverse system. These experiments are time-consuming and can be challenging to design as the condensed fuel surface burns steadily for only a limited period of time following ignition. The temperature profiles near the fuel surface need to be mapped during steady burning of a condensed fuel surface at a very high spatial resolution in order to capture reasonable estimates of local temperature gradients. Careful corrections for radiative heat losses from the thermocouples are also essential for accurate measurements. For these reasons, the whole experimental setup needs to be automated with a computer-controlled traverse mechanism, eliminating most errors due to positioning of a micro-thermocouple. An outline of steps to reproducibly capture near-wall temperature gradients and use them to assess local burning rates and heat fluxes is provided.

We describe the use of micro-thermocouples to estimate local temperature gradients in steady laminar boundary layer diffusion flames. By extension of the Reynolds Analogy, local temperature gradients can be further used to estimate the local mass burning rates and heat fluxes in such flames with high accuracy.

Sabit Laminer Sınır Tabaka Difüzyon Flames Yerel Isı eriticiler ve Yazma Oranları Tahmini Deneysel Metodoloji

Modeling the realistic burning behavior of condensed-phase fuels has remained out of reach, in part because of an inability to resolve the complex ...

In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions

To help address production issues in refineries caused by the fouling of process units and lines, we have developed a setup as well as a method to visualize the behavior of petroleum samples under process conditions. The experimental setup relies on a custom-built micro-reactor fitted with a sapphire window at the bottom, which is placed over the objective of an inverted microscope equipped with a cross-polarizer module. Using reflection microscopy enables the visualization of opaque samples, such as petroleum vacuum residues, or asphaltenes. The combination of the sapphire window from the micro-reactor with the cross-polarizer module of the microscope on the light path allows high-contrast imaging of isotropic and anisotropic media. While observations are carried out, the micro-reactor can be heated to the temperature range of cracking reactions (up to 450 &#176;C), can be subjected to H2 pressure relevant to hydroconversion reactions (up to 16 MPa), and can stir the sample by magnetic coupling. 
Observations are typically carried out by taking snapshots of the sample under cross-polarized light at regular time intervals. Image analyses may not only provide information on the temperature, pressure, and reactive conditions yielding phase separation, but may also give an estimate of the evolution of the chemical (absorption/reflection spectra) and physical (refractive index) properties of the sample before the onset of phase separation.

In Situ Visualization of the Phase Behavior of Oil Samples Under Refinery Process Conditions

This article describes a setup and method for the in situ visualization of oil samples under a variety of temperature and pressure conditions that aim to emulate refining and upgrading processes. It is primarily used for studying isotropic and anisotropic media involved in the fouling behavior of petroleum feeds.

Rafineri Süreci Koşullarında Petrol Örneklerinin Faz Davranışının Yerinde Görselleştirme

To help address production issues in refineries caused by the fouling of process units and lines, we have developed a setup as well as a method to ...

Measurements of Soil Carbon by Neutron-Gamma Analysis in Static and Scanning Modes

The herein described application of the inelastic neutron scattering (INS) method for soil carbon analysis is based on the registration and analysis of gamma rays created when neutrons interact with soil elements. The main parts of the INS system are a pulsed neutron generator, NaI(Tl) gamma detectors, split electronics to separate gamma spectra due to INS and thermo-neutron capture (TNC) processes, and software for gamma spectra acquisition and data processing. This method has several advantages over other methods in that it is a non-destructive in situ method that measures the average carbon content in large soil volumes, is negligibly impacted by local sharp changes in soil carbon, and can be used in stationary or scanning modes. The result of the INS method is the carbon content from a site with a footprint of ~2.5 - 3 m2 in the stationary regime, or the average carbon content of the traversed area in the scanning regime. The measurement range of the current INS system is &#62;1.5 carbon weight % (standard deviation &#177; 0.3 w%) in the upper 10 cm soil layer for a 1 hmeasurement.

Here, we present the protocol for in situ measurement of soil carbon using the neutron-gamma technique for single point measurements (static mode) or field averages (scanning mode). We also describe system construction and elaborate data treatment procedures.

Toprak karbon nötron-gama analizi statik ve modları tarama tarafından ölçümleri

The herein described application of the inelastic neutron scattering (INS) method for soil carbon analysis is based on the registration and analysis of ...