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Jul 06, 2023

물리학자들은 유체 흐름의 온도를 측정하고 난류의 새로운 역할을 발견합니다

물리학자 팀이 특정 유형의 새로운 역할을 발견했습니다.

물리학자 팀이 특정 유형의 난류에 대한 새로운 역할을 발견했습니다. 이는 지구의 액체 코어에서 끓는 물에 이르는 유체 흐름을 밝혀주는 발견입니다.

나타나는 연구미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences) 저널에 게재된 난류 대류(아래에서 가열될 때 유체의 움직임)를 중심으로 한 내용입니다.

"우리의 실험은 자유롭게 움직이는 물체와 열 대류 흐름 사이의 복잡한 움직임을 보여줍니다."라고 뉴욕 대학(NYU)의 수학과 물리학 교수인 Jun Zhang과 논문의 수석 저자인 NYU Shanghai가 말했습니다.

NYU 물리학과 연구원인 Kaizhe Wang도 포함된 이 연구는 특히 온도 차이에 의해 발생하는 대류의 일종인 레일리-베나르 대류에 초점을 맞췄습니다.

NYU 상하이 공동 연구소에서 수행된 실험에서 논문의 저자는 물로 채워진 원통형 용기를 사용한 다음 바닥부터 가열하여 대류 흐름을 생성했습니다. 결과적인 난류 흐름은 컨테이너 내부에서 자유롭게 움직이는 부유 고체(직사각형 패널)와 상호 작용했습니다. 이 설정을 통해 연구자들은 난류 흐름이 내부의 고체 구조와 어떻게 상호 작용하는지 더 잘 연구할 수 있었습니다.

"놀랍게도 시스템이 다소 잘 작동하게 되었습니다"라고 Zhang은 말합니다. "우리는 흐름과 자유 고체의 원활한 회전을 관찰했습니다."

그들의 결과는 고체와 함께 난류 대류 동력 흐름이 두 방향(시계 방향과 시계 반대 방향)으로 이동할 수 있으며 대류의 강도에 따라 동회전 속도가 증가한다는 것을 보여주었습니다. 게다가 난기류로 인해 회전 방향이 바뀔 수도 있습니다.

Zhang은 "대류 액체 코어와 상호 작용하는 지구 내부 코어의 회전에서 영감을 받은 이 연구는 난류와 흐름 내에서 자유롭게 움직이는 물체 사이의 상호 작용을 포착합니다"라고 설명합니다. "이 발견은 난류가 고체와 ​​상호 작용하여 길들여질 수 있음을 확인시켜 줍니다. 또한 열 대류의 힘이 지구 내부에서 더 중요한 역할을 할 수 있음을 상기시켜 줍니다."

- 본 보도자료는 원래 뉴욕대학교 홈페이지에 게재된 것입니다.