""

澳门银河网游|app下载

  • 新的模型预测如何玉米淀粉和水,非牛顿流体,可以表现得像固体或液体,这取决于它是如何快速变形。在玻璃慢慢涡旋时,将混合物用作液体。但是很快变形时,它可以表现为橡胶状固体,形成了胶状字符串作为(串联此处示出)的拉动锤钉子从混合物中。

    新的模型预测如何玉米淀粉和水,非牛顿流体,可以表现得像固体或液体,这取决于它是如何快速变形。在玻璃慢慢涡旋时,将混合物用作液体。但是很快变形时,它可以表现为橡胶状固体,形成了胶状字符串作为(串联此处示出)的拉动锤钉子从混合物中。

    图片:一。鲍姆加滕,K。 kamrin,和j。包

    全屏

oobleck的怪异的行为是可预测的,现在

新的模型预测如何玉米淀粉和水,非牛顿流体,可以表现得像固体或液体,这取决于它是如何快速变形。在玻璃慢慢涡旋时,将混合物用作液体。但是很快变形时,它可以表现为橡胶状固体,形成了胶状字符串作为(串联此处示出)的拉动锤钉子从混合物中。

澳门银河网游app的工程师开发出预测太白粉水混合物从液体变成如何向固体,然后再返回的典范。 看视频


记者联系

艾比abaz要么ius
电子邮件: abbya@mit.edu
电话:617-253-2709
新闻办公室

媒体资源

1张图片下载

媒体访问

媒体只能从本网站的桌面版本下载。

这是一个现象,许多学龄前儿童清楚地知道:当你混合玉米淀粉和水,奇怪的事情发生了。轻轻漱它在碗中,并且将混合物sloshes周围像液体一样。挤它,并开始感觉像浆糊。滚你的双手之间,并固化成一个橡胶球。抱着试一试的那个球在你的手掌,它会运球走的液体。

我们大多数人谁与这个东西玩知道它是“oobleck,”在医生的粘稠绿色粘质而得名。苏斯‘缪和oobleck’科学家,在另一方面,是指玉米淀粉和水作为‘非牛顿流体’ - 显示更厚或更薄取决于它是如何物理操作的材料。

现在澳门银河网游app的工程师已经开发出预测oobleck的怪异的行为的数学模型。用他们的模型中,研究人员精确地模拟oobleck从液体变成怎样的固体,然后再返回,在各种条件下。

除了预测什么东西会在幼儿的手办,新模型可预测如何oobleck和超细颗粒的其他解决方案的行为可能用于军事和工业应用。可能的oobleck样物质填补坑洼的公路和汽车翻越它暂时变硬?或许浆料能垫防弹背心,简单地演变成针对突发冲击的加入屏蔽的衬里。与球队的新oobleck模型,设计师和工程师可以开始探索这种可能性。

“这是一个简单的材料做 - 你去杂货店,买玉米淀粉,然后打开你的水龙头,”肯kamrin,澳门银河网游app机械工程系副教授说。 “但事实证明,这种管理物质流如何是非常细致的规则。”

kamrin,与研究生阿龙鲍姆加滕一起, 发表了他们的结果 今天的 国家科学院的会议记录.

一个块状模型

kamrin的主要工作集中在颗粒材料的流动特性,如沙子。多年来,他开发了精确地预测干燥谷物的下许多不同的条件和环境流的数学模型。当鲍姆加滕加入该组,研究人员在模型上开始工作,以说明如何饱和湿砂移动。这是在这段时间kamrin和鲍姆加滕看见oobleck科学的谈话。

“我们曾见过这样的谈话,我们有过什么是oobleck进行冗长的辩论,以及它是如何从湿砂不同,” kamrin说。 “经过一番轰轰烈烈来回亚伦,他决定去看看,如果我们可以把这个湿沙模型转换成一个oobleck。”

在oobleck粒状材料比砂更细:玉米淀粉的单个颗粒是约1至10微米宽和沙子的颗粒的约百分之一的大小。 kamrin说,在这样一个小规模的体验效果,较大的颗粒,如沙子没有颗粒。例如,因为玉米淀粉颗粒非常小,它们可以通过温度的影响,并通过建立颗粒间的电荷,使他们稍稍相互排斥对方。

“只要你慢慢地压碎,颗粒将击退,保持流体层之间,只是滑过对方,像流体一样,” kamrin说。 “但如果你做任何事情太快,你会克服斥力小,颗粒会触动,就会有摩擦,它会作为一个坚实的行动。”

这种排斥在小规模发生带来了在实验室规模大,超细晶粒混合物之间的关键区别:粘度,或湿沙的一致性,在给定的填充密度保持不变,不管你轻轻搅拌,或踩住一个拳头它。与此相反,oobleck具有低的,液体状的粘性时缓慢搅拌。但是,如果它的表面被冲压,一个快速增长的邻近接触点的浆料的区域变得更粘稠,导致oobleck的表面反弹和抗蚀剂的影响,像固体蹦床。

他们发现,应力在确定材料是否或多或少粘性的主要因素。例如,更快,更有力地oobleck被打乱,在“clumpier”这是 - 也就是下面的颗粒更使摩擦,而不是润滑,接触。如果它是慢慢地和缓慢地变形,oobleck是粘性较低,与被更均匀地分布,并且排斥彼此,像液体一样的颗粒。

该研究小组观察到模型细颗粒的斥力的作用,具有或许一个新的“clumpiness变量”可以加入到他们的湿沙的模型,使oobleck的精确模型的想法。在他们的模型,他们包括数学术语来描述这个变量将如何发展和一定的应力或力的作用下收缩。

“现在我们已经在模拟体内的任何材料块块状怎么会像你以任意方式变形,它的一条有效的途径,”鲍姆加滕说。

纺轮

研究人员将这一新的变量到他们的潮湿的沙子更一般的模型,并期待看到它是否会预测oobleck的行为。他们用他们的模型来模拟由他人先前的实验,包括oobleck的简单的设置受到挤压和两个板之间进行剪切,和一组在其中一个小的抛射体以不同的速度拍摄成oobleck的罐实验。

在所有情况下,模拟匹配实验数据和再现的oobleck的运动,其中复制它演变从液体到固体,并再次返回的区域。

看到他们的模型如何能预测更复杂的条件oobleck的行为,团队模拟了一个双管齐下车轮以不同的速度在浆液中的深床驾驶。他们发现了轮纺丝速度越快,形成什么鲍姆加登称之为“凝固前沿”,在oobleck的混合物,即暂时支承车轮,使得它可以在不下沉跨越滚动更多。

kamrin和鲍姆加滕说,当把尽可能使用,例如,新模型可用于探索如何将各种超细粒子的解决方案,如oobleck的行为,对坑洞,或防弹背心馅料。他们说,该模型也可以帮助确定如何通过系统如工厂重定向泥浆。

“工业废物的产品,你可以得到不流你期望的方式细微颗粒悬浮液,你必须将它们从这个大桶移动到瓮中,并有可能是因为人们还不知道的最佳做法,因为有没有型号为它,” kamrin说。 “也许现在是有的。”

这项研究得到了支持,部分由陆军研究办公室和美国国家科学基金会。


话题: 计算机建模, 流体动力学, 机械工业, 材料科学与工程, 研究, 工程学院, 国家科学基金会(nsf)

回到顶部