南京大学 地球物理流体力学学生实验室

Student Geophysical Fluid Dynamics Lab

对流边界层实验历程(无节操版)

向紫轩 席静 武娜娜

本次实验花絮由知名段子手席静同学杜撰(划掉)撰写,如有雷同,那真是太巧了。

我们的实验,在考完最后一门天原休整了两天之后轰轰烈烈如火如荼地开始了,第一天就面临两大问题:一、如何获取平行光;二、如何得到层结。两个问题直接把我们难倒了,还是傅豪学长给出了答案,平行光我们使用投影仪,没错,就是这货。

如何得到层结说白了就是怎么在冷水上面加热水,还能让冷热水稳定分层,其实主要就是要解决我们加热水时热水所带的速度,我们需要做的就是缓冲这个速度。傅豪学长建议我们用泡沫塑料板做一个小船,小船底部扎满小孔,让热水满满渗下去,于是我们第一天的任务就是做一只满足条件的小船。做小船容易扎孔难,孔的大小、数量很有讲究,孔扎大了缓冲效果很差,扎小了水又渗不下去,还好我们有容嬷嬷,不对,是武娜娜,终于在她拿着小针兢兢业业扎孔多次之后终于得到了可以得到层结的小船!

第二天的主要任务就是接电线,主要就是连接测温装置和加热装置,看着这两张照片总觉得此时应该配上《小白菜》的悲伤背景音乐。

这个时候不得不提的是向紫轩同学,粘贴水槽的工作一直是她一手掌控,第一次粘好的水槽简直完美,完全没有漏水情况,直到后来胶水出了问题,之后的修补工作也是她亲力亲为,简直要封她手工小能手的称号。水槽的漏水问题从实验第一天开始就纠缠着我们一直到实验结束,一开始是因为我们使用的502胶水不耐热,第一次实验过后,水槽底部几乎完全散开,后面更换了胶水才解决这一问题,但是我们实验时水槽基本要充满水,水的压力很大,对于水槽底部的胶考验也很大,所以,水槽靠着我们多次修修补补才最终陪伴我们做完实验,真是很辛苦了!

都捣鼓好之后,我们终于可以把这些实验器材组合起来,实验设备的雏形慢慢显现出来。

组装好各种设备之后,我们想做第一次实验,但是把插线板的插头插上的一瞬间,我们在的那间教室直接断电了,插头的地方还冒出了火花,我们赶紧把插头拔下来,之后又找了保安叔叔才把电重新通上,检查了一下设备发现有一只温度表后部有焦味,原来是电线露出的金属丝部分比较多,火线零线不小心碰上了,在重新把温度表检查之后,问题就解决了。但是作为当时去插插线板的人,武娜娜同学惊魂未定,提起当时的场景,她的内心几乎是崩溃的。

第一次实验结果还是很不错的,第二天我们就去了中国科技大学参观袁仁民教授的实验室,然后发现我们的实验简直就是袁仁民教授实验的mini版。

当时我们的心情很复杂,觉得我们的实验不足之处太多,而袁仁民教授的实验室经过多年的完善与发展,已经实现了自动化,不禁有点“自惭形秽”。

但是袁仁民教授非常热情,请我们一行人去学校食堂吃了午餐。

袁老师非常热心地为我们解决了我们实验目前遇到的问题,也提出了很多建议,比如说温度表在使用前需要校正等问题,帮助了我们改善实验,非常感谢袁仁民教授。
在参观袁仁民教授的实验室时,我们发现使用激光的图像效果很好,于是回到实验室我们尝试了用激光作为光源,发现效果真的很不错,经过几次实验之后,我们开始向水槽加入示踪粒子继续进行试验。

 

当我们满心欢喜地做完所有实验准备第二天处理数据时,实验又出问题了。我们在录下来的几次实验中,总是发现层结线有两条,我们一直不知道原因,还为此困惑了很久,也做了很多推测。下图是实验过程中录下的视频截图,可以看到两条明显的层结线。


但是就在我们完成实验拆完实验装置的那天,傅豪学长也在用激光做实验,在调试激光的过程中他突然发现,我们这个两条层结线出现的原因很有可能是因为激光的重影的原因,即一条层结线是另一条的影子。因为我们最后是用3束红色激光打到墙面得到一定宽度的光斑从而观察现象,所以这个可能性很大,我们重新看了一下录的视频,发现两条层结线几乎一模一样,这就证实了出现两条层结线的原因就是激光的问题。这下我们都懵了,这就是说我们之前做的实验结果都不能用了。

最后我们还是用了最初用过的投影仪来作为光源,重新组装了实验装置,赶在回家之前得出了结果。

这次实验是我们三个第一次做实验,从零开始,我们学到了很多,实验过程中有欢乐,有烦躁,有失望,但是最终我们三个都非常庆幸当初选择了做这个实验,也非常感谢流体力学实验室提供给我们的机会,感谢傅豪学长、浦云娇学姐、孙世玮学长给予我们的帮助!

 

 

回到顶部