Исследователи из Токийского столичного университета разработали метод измерения температуры и скорости жидкости в конвективном шлейфе с точностью до миллиметра. Они объединили визуализацию поглощения в ближней инфракрасной области и обработку изображений, чтобы создать карту скоростей и температур. Это открытие может помочь улучшить конструкцию микронагревательных и охлаждающих устройств. Точные карты потоков тепла и вещества в микромасштабе важны для проектирования микронагревательных и охлаждающих устройств. Пример — микропроцессоры с жидкостным охлаждением, где поток влияет на эффективность отвода тепла от чипов. Со временем появился широкий спектр методов картирования потока и температуры. Например, видеослежение за крошечными частицами «трассера» позволяет получить точную карту потока. Однако учёные ищут лучший способ реализовать картирование сразу нескольких величин, особенно в трёх измерениях. Исследователи из Токийского столичного университета под руководством профессора Наото Какуты изучают, как использовать изображения в ближней инфракрасной области для создания карт температуры в жидких телах. Вода по-разному поглощает свет в ближней инфракрасной (БИК) области в зависимости от температуры. Если с помощью нескольких БИК-камер определить, сколько света поглощается в разных частях образца, можно создать точную 3D-карту температуры. В предыдущей работе этот метод использовали, чтобы визуализировать крошечные конвективные шлейфы — вертикальные циркулирующие потоки, которые возникают при нагреве микроскопической части объёма жидкости. Если бы можно было отобразить температуру на карте, то это решило бы проблему. Но профиль течения в то же время невозможно было бы увидеть. Это существенный недостаток, поскольку конвективные потоки характеризуются сложной связью между переносом тепла и течением. Чтобы решить эту проблему, команда добавила трассирующие частицы и применила существующие методы. Однако для этого потребовалась бы дополнительная подсветка мощными светодиодами или лазерами. Команда заметила, что трассирующие частицы отбрасывают тень на фоне БИК-подсветки, используемой для создания карты температур. Предварительная работа помогла создать двухмерные карты, просто наблюдая за движением теней. Теперь они смогли создать полностью трёхмерные карты с помощью той же системы из двух камер. Манипулируя изображениями, они смогли отделить тени от профиля поглощения, используя те же данные для получения трёхмерной карты потока и температуры. С помощью микроскопических шлейфов команда успешно измерила температуру вокруг источника тепла и определила профиль потока. Полученные данные соответствуют результатам численного моделирования. Новый метод поможет изучить конвективные шлейфы в микромасштабе и понять, как они влияют на работу устройств. Результаты опубликованы в издании Journal of Visualization. 20.07.2024 |
Хайтек
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику | |
Электроны вращаются без электрического за... |
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ | |
Новый программный комплекс представили ученые ... |
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью | |
Методику создания синтетических данных для&nbs... |
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi | |
Морская нержавейка, или сталь 316LSi, шир... |
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей | |
Новый сплав на основе алюминия создали ис... |
В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G | |
Уникальные фильтры для импульсной терагер... |
Nat. Nanotechnol: Разработан самоочищающийся электрод для синтеза пероксидов | |
Пероксиды металлов — MO₂, M=Ca, Sr,... |
В СПбГУ создали новые биоактивные молекулы с помощью золотого катализатора | |
Метод соединения двух простых веществ с п... |
AFM: Разработан материал для поглощения электромагнитных волн широкого спектра | |
Ультратонкий пленочный композитный материал, с... |
PRL: Доказана возможность открытия новых сверхтяжелых элементов | |
Уран — самый тяжелый из извест... |
NE: Новый жидкостный акустический датчик распознаёт голоса в шумной обстановке | |
Инженеры разработали множество сложных датчико... |
Science: Новый метод спектроскопии раскрывает квантовые секреты воды | |
Вода — это жизнь. Но водо... |
В ИРНИТУ создали первую партию инклинометров и объединили их в умную сеть | |
Сотрудники Центра маркшейдерских и геодез... |
Ученые УУНиТ создали первый отечественный станок для сухого электрополирования | |
Ученые Уфимского университета науки и тех... |
Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет | |
Физическая модель, которая описывает взаимодей... |
Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики | |
Новый метод синтеза производных пирролизидина ... |
Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела | |
Термоэлектрический материал, который можно исп... |
Ultrafast Science: Ученые успешно ускорили идентификацию молекул лазером | |
В 100 раз ускорили измерения спектроскопи... |
В УрФУ разработали технологию 3D-печати из жаропрочных титановых сплавов | |
Технологию создания жаропрочных сплавов на&nbs... |
Ученые ЮУрГУ предложили уникальную технологию повышения надежности сварки | |
Уникальную технологию повышения надежности сва... |
В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС | |
Первый российский комплект интегральных схем д... |
Российские ученые приблизились к созданию искусственной сетчатки | |
Оптоэлектронный синапс — мемристор ... |
Экологичная замена полиэтиленовым упаковкам разработана в МГУ | |
Биоразлагаемый полимер — полипропил... |
CS: Создана технология производства компонентов для шампуней и лекарств | |
Исследователи из России и Китая разр... |
APN: Фотонные вычисления помогут продвинуться в области аналоговых вычислений | |
Дифференциальные уравнения с частными про... |
Ученые НИТУ МИСИС разработали магнитные микропровода для имплантатов и датчиков | |
Новые ультратонкие аморфные микропровода, кото... |
NP: Открыт новый метод, предлагающий решения для сложных задач визуализации | |
Новый метод вычислительной голографии позволяе... |
В Пермском Политехе усовершенствовали алгоритм оценки состояния оборудования | |
Для оценки состояния оборудования или все... |
NP: Создана фотонная решетка, способная манипулировать квантовыми состояниями | |
Синтетическую фотонную решетку, которая может ... |
Physical Review C: Синтезирован новый изотоп плутония | |
Физики из Китая выяснили, что период... |