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course:interesting_problems:2020:topic12:start [2019/10/23 09:21]
whyx [12. Polygon Vortex] 		course:interesting_problems:2020:topic12:start [2020/09/04 16:13] (当前版本)
19307110459 [参与人员]
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 ====== 参与人员 ====== ====== 参与人员 ======
   * **指导教师** 俞熹   * **指导教师** 俞熹
-  * **参加学生** 吕盎然（Admin）、王逸飞、万文波、包冯滋+  * **参加学生** 吕盎然（Admin）、王逸飞、万文波、包冯滋、陈笑然（排名不分先后）
 ====== 日程安排 ====== ====== 日程安排 ======
 **//POLYGON VORTEX第一周//​** **//POLYGON VORTEX第一周//​**
  
-1.文献阅读与交流：具体文献可在[[http://​stemfellowship.org/​iypt-2020-references-2/​iypt-2020-reference-problem-12-polygon-vortex/​|此处]]浏览。欢迎在讨论区交流讨论。+  * 1.文献阅读与交流：具体文献可在[[http://​stemfellowship.org/​iypt-2020-references-2/​iypt-2020-reference-problem-12-polygon-vortex/​|此处]]浏览。欢迎在讨论区交流讨论。
 同时欢迎上传其他资源。 同时欢迎上传其他资源。
- +  * 2.10月20日（星期日）上午<​del>​9：00</​del>​ 8：30于六教三层301门口空桌处召开组会。勿忘。
-2.10月20日（星期日）上午<​del>​9：00</​del>​ 8：30于六教三层301门口空桌处召开组会。勿忘。+
  
 **//POLYGON VORTEX第二周//​** **//POLYGON VORTEX第二周//​**
 +  * 1.第一次组会会议记录已上传至群内。注意查收。
 +  * 2.10月24日（本周四）12：05a.m.于恒隆物理楼328教室做pre，全体参加，勿忘。
 +
 +【更新】由吕盎然整理的组会总结已经发布在群内，大家请注意学习。
 +
 +  * 3.本周例行组会，时间地点待定，能参加者请尽量参加。
 +  * 4.本周六上午9：30—11：00于恒隆物理楼237由乐永康老师做讲座，请尽量参加。
 +
 +**//POLYGON VORTEX第三周//​**
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 +  * 1.本周日（11/​3）早上6：30于创新实验室召开组会。
 +
 +【更新】组会报告已上传。
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 +**//POLYGON VORTEX第四周//​**
  
-1.第一次组会会议记录已上传至群内。注意查收。+  * 1.11月5日上午9：30 Origin,​Tracker培训 
 +  * 2.11月7日开题报告
 ====== 资源共享区 ======= ====== 资源共享区 =======
  
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 欢迎补充。 --- //​[[19307110176@fudan.edu.cn|王逸飞]] 2019/10/17 19:04// 欢迎补充。 --- //​[[19307110176@fudan.edu.cn|王逸飞]] 2019/10/17 19:04//
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 +**Symmetry-breaking of interfacial polygonal patterns and synchronization of traveling waves within a hollow-core vortex读后评注**
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 +按（个人认为的）重要性排序：
 + • 模式转变时可以量化的现象：频率比为N/​(N-1)。所以说频率越大，模式转变将在更窄的频率范围内出现。频率可以用FFT（fast fourier transformation快速傅里叶变换）来分析（我猜可能是用了power spectra analysis功率频谱分析）。
 + • 模式转变时的全部现象（可观测）：出现准周期状态→两频率共存→转变
 + • 影响模式出现条件的因素有：初始水的高度与圆筒半径之比，水的粘滞系数，速度（可以从圆盘转速和水的速度两方面来考虑）。无关因素有：圆盘半径，圆盘与圆筒底部的距离（但个人认为只能是一定范围内的无影响）。个人理解：实验装置是为了制造出一面所说的流动状态，所以一些参数的调整如果不大幅度改变预期的水的流动状态，就没有必要特地设置了。
 + • 圆筒内水的流动状态：圆盘转动，圆筒静止→内层水与刚体近似，即无层流；外层水会发生低雷诺数下的层流→开尔文-亥姆霍兹不稳定性（？）→形成方位角波（？）→卫星涡→界面处的多边形（我对其中的因果表示不解？）
 + • 液体的粘滞系数大（可以在水中不同比例地添加丙三醇甘油）会导致模式转换的延迟（delay）出现，但是没有显著的影响。即使在粘滞系数为水的20倍的情况下，频率模式锁定（frequency mode-locking）的现象也需要谨慎对待（respected）。
 + • 摄像机捕获了两种图像：彩色的和8-bit灰度图像(?​)（colored and 8-bit grey scale images)，30fps。彩色图像用来检测不同位置处水层的高度。8-bit灰度图像经分割后(binary image)用来获得多边形的轮廓(contour)。
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 + --- //​[[19307110459@fudan.edu.cn|吕盎然]] 2019/11/06 13:26//
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 +//tag 试验记录//​
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 +序号 事件 **具体操作** //​注意事项// ​
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 +1   ​剪电线 ​  ​** ​ 剪去黑色外套（约3cm），剪去内部的彩色外套（约1cm）。** ​   //​千万不要把铜丝剪断，彩色外套不能剪太多，否则可能会导致短路。// ​
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 +2   ​检测插头上各个金属柱所对应的线 ​ ** 用欧姆表的两端连接铜线和插头上的金属柱，确定对应关系。** ​
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 +  
 +3   ​绕线以及接线 **  将铜丝顺时针拧成一股，且将整股铜丝绕成顺时针。接线时保证线与垫片紧密接触且稳固。** ​  //​千万要注意绕线的方向，否则在拧螺丝是可能会使其脱落或者让铜丝散开。// ​
 +
 +4   ​调试电机 ​  ​**将粗调旋钮顺时针转到底，打开开关，使电机达到最大转速。** ​ // 用一字螺丝刀调节细调螺丝，使得电机不发出嗡嗡声且无明显振动。//​   
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 +5   ​考察金工车间   **可进行打孔、切割等工作，有各种尺寸的螺丝等零件。 **
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 +6   ​轴上打孔  ** 需要仔细测量实物的尺寸，明确材料，画出图纸，然后联系老师进行加工。** ​
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 +//tag 文献评注//​
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 +**对称性被打破的实验条件：**
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 +Ω增大。对于同一种情况的出现，水面越高，需要的Ω越大。
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 +**对称性被打破的物理原理：**
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 +层流实验中，转转层流在一个极薄的旋转液体层中产生。这是由液体转速与圆盘转速不同导致的。处于边缘的层流回流至旋转液体内圈，形成二次液面。
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 +**不稳定性：**
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 +不稳定性是由角向层流引起的，由转动的圆盘所激发。
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 +**实验现象：**
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 +1.点涡的旋转速度远小于圆盘的旋转速度。多变形旋转一个角，圆盘旋转一圈，有时多变形旋转动两个点涡的方向，圆盘旋转三圈。
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 +2.在水面不中空的情况下，可以获得n较小的多变形。
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 +3.弯曲的流线的宽度由边缘层决定，这和频率的根号成正比。在乙烯乙二醇里，是水的四倍大。
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 +**变量设计：**
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 +1.增大液体粘度，对实验结果没有显著影响。但是在低雷诺数下，粘度是相关因子。
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 +2.改变圆盘半径，对实验结果没有显著影响。
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 +3.表面张力对实验结果没有显著影响。
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 +**实验启发：**
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 +改变液体的密度与粘度重新实验，比较液体粘度在高速与低速时分别对液面形状的影响。————by //​吕盎然//​
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 ====== 相关链接 ====== ====== 相关链接 ======
 [[http://​phylab.fudan.edu.cn/​doku.php?​id=start|复旦大学物理教学实验中心]] [[http://​phylab.fudan.edu.cn/​doku.php?​id=start|复旦大学物理教学实验中心]]
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  • 由 whyx