彩虹中的微积分

从数学角度解释了彩虹形成的原因：彩虹是阳光以一定的角度照射在水滴上发生折射和反射而形成的．利用微积分知识详细地计算出形成彩虹时光线的偏离角,并由此进一步解释了彩虹的颜色、形状和第二层彩虹成因．     

来,一起收割彩虹

<正>当阳光照射到空气中的水滴,光线经过折射与反射,有可能在天空形成一条"七彩拱桥",这就是美丽的彩虹。但看到彩虹并不容易,而且只能看到也摸不着。你想把彩虹的美丽留下吗?根据本攻略来制作,你也可以拥有彩虹!工具材料大搜集:你需要找到1个细长的透明玻璃瓶(带木塞)。在家里搜集各类液体,如玉米糖浆(或蜂蜜)、纯净水、食用油、洗洁精、酒精……还要准备食用色素,有刻度的量杯,集齐材料就可以开始制造彩虹啦!     

彩虹为什么是弧形的

彩虹是由阳光照射空中的圆形小水滴,经过一系列折射以及反射后形成的景象。阳光是从不同角度射入水滴的,反射出的光线也朝向不同角度,而只有某个特定角度(40°到     

虹及二次虹的形成原理

本文由光的折、反射出发,通过求光的散射极值,得出彩虹在天空的高度,并分析二道彩虹、第三道彩虹、全虹出现的可能性及它们的位置。     

虹及二次虹的形成原理

本文由光的折、反射出发,通过求光的散射极值,得出彩虹在天空的高度,并分析二道彩虹、第三道彩虹、全虹出现的可能性及它们的位置。     

水滴声信号统计特性分析及应用

单个水滴冲击在水面上引发的噪声场是分析雨致噪声问题的基础。获取并分析单水滴与多水滴声信号特征,对水滴声信号进行了详细的统计分析,给出了初始冲击声与非初始冲击声的幅值分布、波形类型分布、各种波形的频谱特征以及非初始冲击声出现组数的比例。最后将统计结果应用于雨滴声信号的建模仿真,通过与实测多水滴声信号的波形和频谱对比,表明了仿真水滴声信号的可行性。     

苔藓水珠的别样美

正苔藓植物小巧玲珑,经常躲藏在树木灌丛之下,不为人关注。但如果你是有心人,就会发现苔藓植物上娇弱欲滴的水珠之美,有时候甚至还能见到水滴里的迷你彩虹。当你沿着一片古木参天、环境清幽、铺满青苔的石阶缓缓而行时,心中肯定颇为惬意。但你是否知道青苔到底是哪些植物?其实,大家俗称的"青苔"并不是一个严格     

吸收性液滴的彩虹现象

提出了基于彩虹散射光吸收系数的液滴吸收率测量方法.采用基于Mie理论的改进算法进行数值模拟.研究表明,液滴的吸收性不改变彩虹光强波峰及对应频峰的位置,但改变彩虹光强强度,尤其对彩虹表面波结构及Airy结构影响较大,并因此降低了彩虹的可见度.计算发现液滴散射光吸收系数的最大值出现在彩虹区,并随液滴吸收率和粒径的增加稳定在彩虹最大波峰角位置,而且此处的吸收系数与吸收率之间有着线性关系.基于彩虹测量技术具有易检测、易标定的特点,因此有望发展为一种新的液滴吸收系数测量方法.     

中国“魔光”——彩虹技术

将一块彩虹玻璃薄板置于普通光源前,整个居室内立即充满了柔和、绚丽交错的多色立体光束。人在其间,仿佛进入了一条条雨后的彩虹之中,感觉梦幻般美妙、陶然。这就是被誉之为中国“魔光”的彩虹技术。彩虹技术是当今出现的一种新的光学技术,它运用白光衍射原理研制而成,即把高、精、尖的光学技术用简单的工艺运用到民用生活中去。用它生产的彩虹制品置于光源前,就会有色彩缤纷的立体彩虹呈现眼前,     

美丽的彩虹

正下了一阵小雨后,东边天空出现一道美丽的彩虹。人们仰望着彩虹,赞美道:"啊,空中的彩带!""神奇的虹桥!""美的象征!"彩虹听后,顿时飘飘然,自言自语:"是啊!在这个世界上,还有谁比我更美丽?"乌云飘走了,一束金色的光从西边天际射来,照得彩虹眼花缭乱。彩虹气恼地说:"讨厌的太阳!如果没有你,我会是空中最耀眼的‘明星’。"太阳依然匆匆地向西走,不理会彩虹的埋怨。很快,太阳完成一天的使命,下山了。彩虹突然无影无踪,它自我吹嘘的声音也消失了。     

高压脉冲静电破乳过程水滴的破碎临界电场参数

通过显微试验考察水滴在高压高频脉冲电场作用下的极化变形及失稳破碎过程,研究水滴破碎临界场强、占空比及电场频率的变化规律。结果表明:随占空比的增加,作用于水滴的电场能随之增大,同一脉冲周期内电场施加时间增长,水滴破碎临界场强减小;随电场强度的增加,水滴的极化变形效应愈加明显,水滴的变形弛豫时间缩短,破碎临界占空比减小,临界占空比最小值所对应的电场频率逐渐降低;电场强度一定时,随占空比的增大,水滴的破碎临界频率呈现先增大、后减小的趋势;电场强度、占空比及电场频率三者共同决定了水滴的极化弛豫状态、作用于水滴的电场能以及水滴的振荡频率,其交互作用对水滴的破碎具有重要影响。     

单个水滴蒸发过冷过程的特性分析

为分析单个水滴在低温、低湿空气中的运动和蒸发特性,建立了描述整个传热传质及运动过程的数学模型,并通过对悬挂水滴的蒸发冷却实验验证了该模型的有效性.通过模拟计算获得了水滴温度、直径、速度和运动轨迹的变化规律,以及水滴初始参数和空气速度对制冰效率的影响.结果表明,水滴在某一喷射角度下,直径越小,同样的下落高度水滴水平飞行的距离越短,而相应的速度衰减则越快,同时水滴蒸发过冷所需的时间越短.另外,水滴初始温度越低和逆流空气速度越高,在很短的下落高度内,水滴就实现了过冷,而水滴直径的变化量随着初始水温和空气流速的增大而增大,因此对雾化水滴进行预冷却不仅可提高系统制冰效率,还能减少水滴的蒸发损失.     

丝米级矩形沟槽表面的水滴融合过程

采用高速摄像技术测试丝米级矩形沟槽表面的水滴融合过程,分析了平行沟槽、垂直沟槽方向的2个等大、非等大水滴间的融合和振荡规律.试验中,采用壁面预埋针头法实现了预置静态水滴与缓慢生长的准静态水滴的融合.结果表明,水滴的融合过程包含融合、振荡2个阶段.在等大水滴间的融合过程中,当水滴平行于沟槽方向融合时,受到沟槽的引导作用,沿沟槽方向的水滴振荡剧烈并伴随接触线的往复移动;当水滴垂直于沟槽方向融合时,受到垂向肋间"能垒"的限制,垂直沟槽方向的水滴振荡较弱,且接触线位置无明显变化,但竖直方向的水滴振幅显著.在非等大水滴间融合时,小水滴被吸引到大水滴一侧,融合过程呈现出不对称性,且液桥高度峰值、融合时间及接触线长度均随两水滴总体积的增加而增大.     

高主流湍流度下大倾角异型气膜孔冷却特性实验研究

为了研究高主流湍流度下大倾斜角异型气膜孔的冷却特性,在主流湍流度为11.82%的流动工况下,采用瞬态液晶传热测量技术对倾斜角均为60°的圆柱孔、水滴孔以及曲面簸箕孔进行了研究。在吹风比为0.5的工况下,3种孔型的气膜贴壁性都较好,上游冷却效率高于下游;在吹风比为1.0的工况下,圆柱孔和水滴孔出现气膜脱离壁面再附着现象,上游冷却效率低于下游;在更大吹风比下,曲面簸箕孔气膜也出现脱离再附着现象。吹风比的增加会显著增强各个气膜孔的对流换热强度,曲面簸箕孔的换热系数比在各个吹风比下都低于圆柱孔和水滴孔,圆柱孔和水滴孔的换热系数比在上游区域较高,而曲面簸箕孔的换热系数比在大吹风比下呈现出先上升后下降的分布特征。实验结果表明,在高主流湍流度条件下,大倾斜角水滴孔和圆柱孔的气膜冷却效果相近,曲面簸箕孔的气膜冷却效果优于这两种孔型。     

水滴蒸发的理论分析与蒸发时间的研究

对水滴的蒸发进行了理论分析和研究，并进一步讨论了蒸发时间与水滴直径、水滴速度以及介质温度之间的变化规律，为水滴群的进一步研究奠定了基础。     

水滴真空冷却中降温特性的实验研究

为了探究果蔬表面水滴对其真空冷却冻伤的影响,选取不同质量的水滴为实验对象,首先研究了在特定终压下水滴的降温特性.进而研究了真空泵排量和真空冷却的终压对水滴降温特性的影响.结果表明:水滴的降温规律和已报道的食品降温规律差别很大,即使水滴没有沸腾现象,其温度也会迅速降低;改变水滴质量和真空泵排量无法阻止水滴结冰;终压低于3 500Pa时水滴终温将低于0℃,低于2 000Pa时水滴结冰.因此,向果蔬表面喷水时应喷洒均匀,避免出现较大的水滴,当喷水量大时,应适当提高终压,避免因水滴冻结造成果蔬冻伤.     

图像探针测量汽轮机湿蒸汽二次水滴参数方法研究

汽轮机中二次水滴粒径大,容易造成叶片水蚀,降低汽轮机效率.但由于其数量少,测量困难,加大了研究的难度.在众多测量方法中,图像法具有同时测量二次水滴粒径、速度、方向和湿度等参数的优点.采用图像探针测量二次水滴,利用镜头参数确定测量区,提出根据水滴图像的模糊程度来确定该水滴是否处于测量区内,处理测量区内二次水滴,得到其粒度、速度和湿度等参数.通过实验室研究,得出模糊程度和颗粒的关系,并经过湿蒸汽模拟实验,计算出喷雾水滴的粒度和体积浓度,验证了该处理方法的有效性,为二次水滴的测量提供了一种新的思路.     

油水乳状液中水滴在疏水纤维丝上的聚结实验研究

采用自行设计的微通道纤维聚结装置和高速摄影系统测试油水乳状液中水滴在纤维丝表面被拦截、聚结和分离的过程.实验发现油水乳状液中水滴的碰撞合并过程存在3类:纤维丝捕获的水滴与油-水乳状液中水滴的合并、被纤维丝捕获的水滴之间的合并、乳状液中水滴间的合并.实验研究了油-水乳状液初始含水量、流动速度对纤维丝聚结器压力降和分离效率的影响.结果表明,在其他条件相同的情况下,油-水乳状液初始含水量越低、流动速度越小,分离效果越好,实验中流速为1,mm/s、初始含水量为3%,时,分离效率可达60%,.通过显微镜分析了纤维丝聚结器入口、中间以及出口处纤维床层上的水滴形貌,发现在聚结器出口处水滴直径最大,说明脱离纤维丝的水滴可能被再次捕获,继续发生碰撞聚结.     

奇妙的光世界(上)

墙上的彩虹把一只盛有清水的脸盆放在斜射的阳光下,取一面长方形镜子,镜面朝上放进水中,并斜靠在脸盆上。这时,阳光透过水面正好照在镜子上,再由镜面反射到室内雪白的墙壁上。你会发现墙上出现了一条红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的七色光带,跟天空的彩虹一样美丽。     

水滴与玻璃表面的交互模拟

针对在虚拟的雨场景中动态水滴交互的问题,提出一种水滴与玻璃表面交互的模拟方法。首先,针对水滴随机运动的描述问题,建立水滴的模型,包括几何模型和运动模型,保证水滴的运动符合自然规律;其次,引入Metaball技术,改进绘制算法中势能的球心位置计算方法,实时解决水滴碰撞后的变形问题;引入距离临界值,实现水滴之间的融合现象;然后,利用Cg语言编程实现反射和折射效果,与光照模型混合得到综合的光学效果,减少计算成本,提高实时性;最后,构建多种水滴与玻璃表面的动态交互实例。实验表明,本文方法能够快速实时模拟出水滴与玻璃表面的交互效果。