CASIS与美国国家科学基金会共同成立1500万美元流体动力学研究基金
近日,CASIS与美国国家科学基金会(NSF)从流体动力学研究征集中选出了5个项目,将列入国际空间站美国国家实验室研究。NSF将为选出的项目投入150万美元基金。本次征集中,CASIS与NSF重视对流体流动现象评估,包括毛细管流动、扩散、界面行为、多相流、分离和表面张力。
国际空间站上国家实验室独特的长期微重力环境对流体动力学过程与现象研究非常有益。不会受到热对流、沉降、静水压力和浮力等因素干扰。流体动力学研究不仅有利于基础物理研究,对其他许多行业也同样至关重要,如消费品、电子、制造、医疗设备和制药,石油和天然气。
选出的5个研究项目如下:
ISS:限制理想混合物的蒸汽泡沫
热导管是常用的传热装置,为各式电子设备降温,例如笔记本电脑。热导管通过液体传热,但易受到液态-蒸汽相位变化的影响。本项目将在国际空间站上采用限制蒸汽泡沫系统,研究有机液体混合物的各种界面现象。地球上也进行平行试验,将有助于明确重力对相界面动力学与传热性能的影响。
ISS:通过多孔表面时,液滴的慢性扩散与渗吸
利用国际空间站上的微重力环境,研究液滴渗吸现象。实验采用毛细血管作为实验载体,研究当液体浸湿毛细血管时,接触线阻塞与阻塞后疏通现象。在国际空间站上进行实验,浸润时间较长,测量分辨率大大高于地球实验。
ISS:控制磁场内纳米粒子的自组装动力学
胶体粒子组装的新型材料越来越多。粒子的组装可通过外部磁场控制,可在组装过程中影响粒子运动及组成。本项研究针对椭圆形磁性粒子在控制磁场内的组装。在微重力环境下,可避免因重力导致的沉积现象。短期内,地面也将采用同样的粒子进行实验,收集从粒子级到中尺度结构信息。
ISS:用于先进环境建模的粘性泥沙动力学量化
本研究重点关注粒子集群的相互作用力。在国际空间站上优势明显,可分离粒子间短距离(粘附力)和长距离(凝聚力)作用力,且由于不受重力沉降干扰,研究人员可在长时间尺度内观察到集群动力。
ISS:通过液滴震动与聚集研究接触线移动性
通过研究固定在振动表面上的液滴行为,阐明可预测液滴振动模式与转移的理论,并在微重力环境下,验证理论结果。