10. Upstream Flow

赛题原文

  • Sprinkle light particles on a water surface. Then allow a water stream to be incident on the surface from a small height. Under certain conditions, the particles may begin to move up the stream. Investigate and explain this phenomenon.
  • 将轻质颗粒撒到水面上。然后令一水流从较小的高度入射到水面上。在一定的条件下，颗粒可能沿水流向上逆流。请研究并解释这个现象。

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  • 选课同学：
  • 陈原
  • 王旋

一些小贴士

  1. 预实验参考：https://www.youtube.com/watch?v=kIKEG9kSplI
  2. 颗粒移动反映着水流方向，水为什么会逆流？
  3. 水的入射角度、水柱形状有什么样的影响？

初步设计

  1. 怎么设计实验使得实验现象明显？
  2. 发光颗粒
  3. 水流流速控制

参考文献

  1. Wikipedia (2022). https://en.wikipedia.org/wiki/Upstream_contamination
  2. COMSOL. https://www.comsol.com/multiphysics/marangoni-effect
  3. Wikipedia (2022). https://en.wikipedia.org/wiki/Surfactant
  4. S. Bianchini, A. Lage, T. Siu, T. Shinbrot, and E. Altshuler, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 469, 20130067 (2013).

课题研究进度

养成良好的记录习惯，对推进课题研究有帮助，也能让自己在今后的学习中受益。

可以记录的内容包括：

  1. 读文献的笔记、课题讨论要点；
  2. 下一步的研究设想和响应的准备工作；
  3. 希望能及时上传实验记录和数据分析；
  4. 及时分析总计，并规划和准备下一步工作很重要。

第一周

2 - 第一个问题：如何得到题目描述的实验现象？

  1. 第一周计划：进行预实验，实验操作如下：①将可乐罐修剪成视频中所示形状，用于倒水（这种装置下水流速度较缓）；②用600ml烧杯作为盛水容器，水基本盛满；③分别采用塑料泡沫、粉笔灰以及茶叶作为轻质颗粒，撒在烧杯水面上；④用可乐罐向烧杯中倒水，调整不同倒水速度，观察是否有颗粒上游
  2. 第一周成果：泡沫失败–吸水变重；粉笔灰成功一次；茶叶失败
  3. 原因分析

第二周

  1. 第二周计划：
  2. 第二周成果:

第三周

  1. 第三周计划：
  2. 第三周成果:颗粒聚集成块状后，极易逆流上升，哪怕是热水倒入冷水，哪怕是极细的水流，现象都很明显。

（其实不一定是密集程度影响的，第一次倒完水后，容器中的粉笔灰变湿导致聚集，这种块状与在洗手液上的形状相似）

第四周

  1. 第四周计划：
  2. 第四周成果:

第五周

  1. 第五周计划：
  2. 第五周成果:

第六周

  1. 第六周计划：
  2. 第六周成果:

第七周

  1. 第七周计划：
  2. 第七周成果:

第八周

  1. 第八周计划：
  2. 第八周成果:

注释与外部链接

讨论区

感谢黄腾同学！ — 乐永康 2022/09/26 10:48
一个免费能用的VPN(提取码：ijzf，解压即可直接使用)https://pan.baidu.com/s/1RNmO-FMZYuNeYwWJILDDTQ?pwd=ijzf — 郭睿杰 2022/10/17/19：00
  • course/interesting_problems/2023/topic10/start.txt
  • 最后更改: 2022/11/16 14:17
  • 由 王旋