|
|
Visualization of superfluid helium flows in the proximity of boundaries
Hrubcová, Petra ; La Mantia, Marco (vedoucí práce) ; Jackson, Martin James (oponent)
Výzkum proudění supratekutého helia (He II) patří mezi významné směry dnešního aktivního výzkumu. Značný pokrok ve fenomenologickém chápání fyzikálních procesů byl v nedávné době dosažen pomocí technik vizualizace proudění, které umožňují sledovat pohyb relativně malých částic zadržených v tekutině. Chování proudu indukovaných částic helia je studováno pro případ termálního protiproudu - nejběžnějšího toku helia He II - které se zkoumá v blízkosti zdroje, kde se významně posiluje vířivost. Předkládaná práce, která se tímto zabývá, tak přispívá k nové linii vědeckého bádání věnované studiu hraničních podmínek proudění kvantových jevů.
|
|
|
Mathematical modelling of selected problems in cryogenic fluid mechanics
Hodic, Jan ; La Mantia, Marco (vedoucí práce) ; Kreml, Ondřej (oponent)
Termodynamika nízkoteplotních tekutin, jako například helium 4, je otevřený vědecký problém. Experimentální stadium podobností a rozdílů mezi kvantovou (supratekutou) a klasickou (viskózní) je specifickou, dynamicky se rozvíjející oblastí vědeckého bádání, které již vedlo ke značnému pokroku našeho fenomenologického pochopení základní fyziky. To také vedlo k objevu, že úplný úplný teoretický popis dané problematiky stále není k dispozici, tak jako například v pozorovaném chování pevných těles. Práce má za cíl odvodit existenci slabého nebo silného řešení rovnic, odpovídajících Landauovu modelu supratekutého helia 4 a jejich vlastnosti.
|
|
|
Temperature profiles and temperature fluctuations in turbulent Rayleigh-Bénard convection
Drahotský, Jakub ; Mantia,, Marco La (oponent) ; Urban, Pavel (vedoucí práce)
This work describes experimental research directed at the study of vertical temperature profiles and fluctuations in the turbulent Rayleigh-Bénard convection. Experiments took place in Barrel of Ilmenau containing the cylindrical experimental cell with a diameter of 7.15 m and the height of 4.70 m (the aspect ratio = 1.5) filled with dry air. The temperature profiles and fluctuations were studied along the vertical axis of the cell between the top and bottom plates within the range of Rayleigh number (Ra) of 1E11 4E12. The temperature profiles were measured by a novel method using the optical fibre system Luna ODiSI-B which was purchased by the team in Ilmenau. The system permits to measure the temperature profile simultaneously along the whole optical fibre length with a spatial resolution of 5 mm.
|
|
|
Visualization of particle motions in superfluid helium flows
Švančara, Patrik ; La Mantia, Marco (vedoucí práce) ; Chagovets, Tim (oponent)
Proudění normálního a supratekutého 4 He (He I a He II) je studováno experimentálně. Relativně malé částice tuhého vodíku a deuteria jsou rozptýleny v experimentálním objemu a jejich pohyb je sledován v mechanicky a tepelně generovaném proudění. Studovány jsou statistické distribuce rychlostí a rychlostních přírůstků na škálach, které jsou menší i větší než je střední vzdálenost mezi kvantovanými víry, tzn. kvantová délková škála zkoumaného proudění. Ukážeme, že na malých škálách je pozorována dynamika částic v He II silně ovlivněna dynamikou kvantovaných vírů. Navíc ukazujeme, že toto správání je nezávislé na příslušném velkoškálovém proudění. Naproti tomu pozorujeme, že na velkých škálách je pohyb částic kvaziklasický, tzn. velmi podobný tomu, ke kterému dochází v proudění viskózních tekutin. Tato práce posilňuje myšlenku blízké podobnosti viskózního proudění a velkoškálového (mechanicky generovaného) proudění He II, a současně zdůrazňuje rozdíly na malých škálách v důsledku přítomnosti kvantovaných vírů v He II.
|
|
|
Mathematical modelling of selected problems in cryogenic fluid mechanics
Hodic, Jan ; La Mantia, Marco (vedoucí práce) ; Schmoranzer, David (oponent)
Termodynamika nízkoteplotních tekutin, jako například helium 4, je otevřený vědecký problém. Experimentální stadium podobností a rozdílů mezi kvantovou (supratekutou) a klasickou (viskózní) je specifickou, dynamicky se rozvíjející oblastí vědeckého bádání, které již vedlo ke značnému pokroku našeho fenomenologického pochopení základní fyziky. To take vedlo k objevu, že úplný úplný teoretický popis dané problematiky stále není k dispozici, tak jako například v pozorovaném chování pevných těles. Práce má za cíl odvodit existence slabého řešení rovnic, odpovídajících Landauovu modelu supratekutého helia 4 a jejich přibližná numerická schemata.
|
|
|
Visualization of liquid Helium flows generated by an oscillating rectangular cylinder
Švančara, Patrik ; La Mantia, Marco (vedoucí práce) ; Jackson, Martin James (oponent)
Hranol vykonávající kvaziharmonické oscilace v tekutém heliu byl poprvé využit na experimentální studium dynamiky makroskopických vírových struktur vytvořených na jeho ostrých hranách. Proudění kapalného helia bylo vizualizováno pomocí pohybu malých pevných částic deuteria, které byly rozptýleny v experimentální cele a osvětleny tenkým rovinným svazkem laserového záření. Experimenty v He I, klasické viskózní tekutině, a He II, tekutině vykazující supratekutost, ukázaly v oblasti nízkých frekvencí oscilující překážky značné rozdíly v proudění, pravděpodobně způsobeny výrazně větší tepelní vodivostí He II v porovnání s He I. Při vysokých frekvencích proudění vykazovalo podobnosti, což souhlasí se současným porozuměním proudění kvantových tekutin na dostatečně velkých délkových škálách. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Second sound as a tool to study quantum turbulence generated by superflow of He II
Varga, Emil ; Skrbek, Ladislav (vedoucí práce) ; La Mantia, Marco (oponent)
Druhý zvuk jako nástroj pro studijum kvantové turbulence generované prouděním supratekuté složky He II Abstract Tekuté hélium sa pod teplotou 2.17 K za tlaku nasýtených pár stáva supratekutým. Hydrodynamika takejto tekutiny sa dá dobre popísať v rámci dvojzložkového modelu. Supratekuté hélium je tak- tiež schopné vyvinúť turbulentné prúdenie, nazývané kvantová turbu- lenica, pomocou náhodného rozdelenia a orientovania vírových čiar. Kvantová turbulenica v supratekutom héliu generovaná mechanicky vyvolaným prúdením supratekutej zložky bola študovaná meraním hustoty vírových čiar v 10 × 10 mm kanáli štvorcového prierezu tech- nikou tlmenia druhého zvuku. V ustálenom stave turbulencie bola nájdená zhoda s výsledkami predpovedanými Vinenovou rovnicou. V rozpade turbulencie platí zhoda s Vinenovou rovnicou len pre nižšie počiatočné hustoty vírových čiar a má tendenciu vytvárať režim, kde časová závislosť rozpadávajúcej sa hustoty vírových čiar vyzerá expo- nenciálne. V rámci tejto práce boli taktiež pripravené a otestované nové senzory druhého zvuku. 1
|
|
| |
host ::
RSS.