Supersone luchtstromen in de vijver

Nieuws | de redactie
12 januari 2010 | Wat gebeurt er als je een steentje in het water gooit? Veel, zo laat FOM-onderzoek zien. Met lasers en rookmachines van een discotheek bewezen Twentse onderzoekers dat er een supersone stroom ontstaat als die van een vliegtuigmotor.

Het begint met een kroon van opspattend water en de vorming vaneen holte onder het vloeistofoppervlak. Deze holte stort vervolgensineen en creëert daarbij een dunne, zeer snelle vloeistofstraal, dezogeheten jet.

Wat voor het ongewapende oog van de toeschouwer verborgen blijftis de bewegingsrijkdom van de lucht die in de holte is ingeslotenen die uiteindelijk met snelheden groter dan die van het geluid,uit de holte geperst wordt.

Straalmotor

Door experimenten waarin de luchtstroming in de holte wordtgevisualiseerd te combineren met computersimulaties, tonen deonderzoekers aan dat het mechanisme dat tot deze uiterst snelleluchtstroom leidt, grote overeenkomst vertoont met een straalmotorvan een vliegtuig. Ook hier worden gassen door een kleine openinggeperst wat tot supersone stroming leidt.

Het grote verschil is dat waar de uitlaat van eenstraalmotor star en onveranderlijk is, er bij waterinslag eenvloeibare vernauwing optreedt, die gedurende het proces snelkleiner wordt.

Om het inslagproces op een zeer gecontroleerde manier te kunnenbestuderen gebruiken de onderzoekers een cirkelvormige schijf diemet behulp van een lineaire motor door het vloeistofoppervlak heengetrokken wordt.

Met rookeffecten uit rookmachines, vergelijkbaar met de effectenin theaters en discotheken, maken zij de luchtstroming zichtbaar.De beweging van de rookdeeltjes wordt door middel van een krachtigelaser verlicht en opgenomen met een hoge snelheidscamera, die tot30.000 afbeeldingen per seconde produceert.

Circle of life

Onderzoeker Devaraj van der Meer (UTwente) licht een van detoepassingen van het verschijnsel toe: “Als regendruppels in deoceaan vallen doet zich een vergelijkbaar verschijnsel voor als bijhet steentje in de vijver. En dit soort  processen is ervoorverantwoordelijk dat er CO2 in de oceaan terecht komt waar planktonzeer bij gebaat is, en daarmee al het leven op aarde. Onzeonderzoeksresultaten komen dus onder andere van pas bij researchnaar het CO2-gehalte in oceanen. Een vervolgonderzoek is hetbestuderen van wat er gebeurt als meerdere inslagen gelijktijdigplaatsvinden.”


Schrijf je in voor onze nieuwsbrief
«

ScienceGuide is bij wet verplicht je toestemming te vragen voor het gebruik van cookies.

Lees hier over ons cookiebeleid en klik op OK om akkoord te gaan

OK