Investigation of stimulated bag-breakup processes in laboratory modeling of wind-wave interaction
Title Alternative:Zkoumání stimulovaných procesů roztržení vaku v laboratorním modelu interakcí vln způsobených větrem
Loading...
Date
2019
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Technická univerzita v Liberci, Česká republika
Abstract
Laboratorní experiment pro identifikaci mechanizmů tvorby kapiček pěny v mořské atmosférické hraniční vrstvě, kdy silný vítr odtrhne vodu z hřebene vln, byl prováděn na vysokorychlostním vlně IAP RAS. Hlavním mechanismem, který je odpovědný za tvorbu kapiček pěny, je fragmentace roztrženého vaku a drobné poruchy, které vznikají na rozhraní vzduch-voda pod silným větrem. Tato práce se soustřeďuje na zkoumání jednotlivých případů roztržení vaků, ke kterým došlo v suchém vysokorychlostním větru. Podrobnosti fragmentace roztržení vaků byly zkoumány kvalitativně a kvantitativně pomocí synchronizovaného multiperspektivního vysokorychlostního záznamu videa v radiografické konfiguraci.
Das Laborexperiment zur Identifizierung der Mechanismen der Bildung von Schaumtropfen in der Grenzschicht zwischen Meer und Atmosphäre, wobei starker Wind das Wasser von den Wellenkämmen losreißt, wurde im Hochgeschwindigkeitswind der Welle IAP-RAS-Welle durchgeführt. Der Hauptmechanismus, welcher für die Bildung von Schaumtropfen verantwortlich ist, besteht in der Fragmentierung des gerissenen Sacks und in kleinen Störungen, welche an der Luft-Wasser-Grenze unter starkem Wind entstehen. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Erforschung der einzelnen Fälle des Reißens der Säcke, zu welchem es in trockenem Hochgeschwindigkeitswind kam. Die Details der Fragmentierung des Reißens der Säcke wurden qualitativ und quantitativ mit Hilfe einer synchronisierten multiperspektiven Hochgeschwindigkeitsaufnahme des Videos in radiografischer Konfiguration untersucht.
The laboratory experiments for identification of mechanisms of the spume droplet’s formation in marine atmospheric boundary layer, when strong wind tears off water from the crest of the waves, were carried out at the High-speed wind-wave flume of IAP RAS. The main mechanism responsible for the generation of spume droplets is bag breakup fragmentation of small-scale disturbances that arise at the air–water interface under the strong wind. This work concentrates on investigation of a separate bag-breakup event that was forced to occur in a dried high-speed wind-wave flume. The details of the bag-breakup fragmentation were investigated qualitatively and quantitatively using synchronized multiperspective high-speed video recording in shadowgraph configuration.
Doświadczenie laboratoryjne mające na celu zidentyfikowanie mechanizmów powstawania kropli piany w atmosferycznej warstwie granicznej nad morzem, gdy silny wiatr odrywa wodę z grzbietu fal, przeprowadzano w kanale falowo-wiatrowym o szybkim przepływie IAP RAS. Głównym mechanizmem odpowiedzialnym za powstawanie kropli piany jest fragmentacja rozerwanego worka (bag-breakup) i drobne uszkodzenia, które powstają na granicy powietrze-woda pod wpływem silnego wiatru. Niniejsze opracowanie skupia się na badaniu poszczególnych przypadków efektu bag-breakup, które wystąpiły pod wpływem szybkiego przepływu suchego powietrza. Fragmentacja była szczegółowo badana zarówno pod względem jakościowym, jak i ilościowym przy pomocy zsynchronizowanego wieloperspektywicznego szybkiego zapisu wideo w konfiguracji radiograficznej.
Das Laborexperiment zur Identifizierung der Mechanismen der Bildung von Schaumtropfen in der Grenzschicht zwischen Meer und Atmosphäre, wobei starker Wind das Wasser von den Wellenkämmen losreißt, wurde im Hochgeschwindigkeitswind der Welle IAP-RAS-Welle durchgeführt. Der Hauptmechanismus, welcher für die Bildung von Schaumtropfen verantwortlich ist, besteht in der Fragmentierung des gerissenen Sacks und in kleinen Störungen, welche an der Luft-Wasser-Grenze unter starkem Wind entstehen. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Erforschung der einzelnen Fälle des Reißens der Säcke, zu welchem es in trockenem Hochgeschwindigkeitswind kam. Die Details der Fragmentierung des Reißens der Säcke wurden qualitativ und quantitativ mit Hilfe einer synchronisierten multiperspektiven Hochgeschwindigkeitsaufnahme des Videos in radiografischer Konfiguration untersucht.
The laboratory experiments for identification of mechanisms of the spume droplet’s formation in marine atmospheric boundary layer, when strong wind tears off water from the crest of the waves, were carried out at the High-speed wind-wave flume of IAP RAS. The main mechanism responsible for the generation of spume droplets is bag breakup fragmentation of small-scale disturbances that arise at the air–water interface under the strong wind. This work concentrates on investigation of a separate bag-breakup event that was forced to occur in a dried high-speed wind-wave flume. The details of the bag-breakup fragmentation were investigated qualitatively and quantitatively using synchronized multiperspective high-speed video recording in shadowgraph configuration.
Doświadczenie laboratoryjne mające na celu zidentyfikowanie mechanizmów powstawania kropli piany w atmosferycznej warstwie granicznej nad morzem, gdy silny wiatr odrywa wodę z grzbietu fal, przeprowadzano w kanale falowo-wiatrowym o szybkim przepływie IAP RAS. Głównym mechanizmem odpowiedzialnym za powstawanie kropli piany jest fragmentacja rozerwanego worka (bag-breakup) i drobne uszkodzenia, które powstają na granicy powietrze-woda pod wpływem silnego wiatru. Niniejsze opracowanie skupia się na badaniu poszczególnych przypadków efektu bag-breakup, które wystąpiły pod wpływem szybkiego przepływu suchego powietrza. Fragmentacja była szczegółowo badana zarówno pod względem jakościowym, jak i ilościowym przy pomocy zsynchronizowanego wieloperspektywicznego szybkiego zapisu wideo w konfiguracji radiograficznej.
Description
Subject(s)
wind-wave interaction, atmospheric boundary layer, wind-wave flume., sea spray, bag-breakup, high-speed video, particle tracking velocimetry
Citation
ISSN
1803-9782