Influence of insoluble surfactant on the deformation and breakup of a bubble or thread in a viscous fluid

The influence of surfactant on the breakup of a prestretched bubble in a quiescent viscous surrounding is studied by a combination of direct numerical simulation and the solution of a long-wave asymptotic model. The direct numerical simulations describe the evolution toward breakup of an inviscid bubble, while the effects of small but non-zero interior viscosity are readily included in the long-wave model for a fluid thread in the Stokes flow limit. The direct numerical simulations use a specific but realizable and representative initial bubble shape to compare the evolution toward breakup of a clean or surfactant-free bubble and a bubble that is coated with insoluble surfactant. A distinguishing feature of the evolution in the presence of surfactant is the interruption of bubble breakup by formation of a slender quasi-steady thread of the interior fluid. This forms because the decrease in surface area causes a decrease in the surface tension and capillary pressure, until at a small but non-zero radius, equilibrium occurs between the capillary pressure and interior fluid pressure. The long-wave asymptotic model, for a thread with periodic boundary conditions, explains the principal mechanism of the slender thread's formation and confirms, for example, the relatively minor role played by the Marangoni stress. The large-time evolution of the slender thread and the precise location of its breakup are, however, influenced by effects such as the Marangoni stress and surface diffusion of surfactant. © 2008 Cambridge University Press.

Influence of surfactant solubility on the deformation and breakup of a bubble or capillary jet in a viscous fluid

In a previous study [M. Hameed, J. Fluid Mech. 594, 307 (2008)] the authors investigated the influence of insoluble surfactant on the evolution of a stretched, inviscid bubble surrounded by a viscous fluid via direct numerical simulation of the Navier-Stokes equations, and showed that the presence of surfactant can cause the bubble to contract and form a quasisteady slender thread connecting parent bubbles, instead of proceeding directly toward pinch-off as occurs for a surfactant-free bubble. Insoluble surfactant significantly retards pinch-off and the thread is stabilized by a balance between internal pressure and reduced capillary pressure due to a high concentration of surfactant that develops during the initial stage of contraction. In the present study we investigate the influence of surfactant solubility on thread formation. The adsorption-desorption kinetics for solubility is in the diffusion controlled regime. A long-wave model for the evolution of a capillary jet is also studied in the Stokes flow limit, and shows dynamics that are similar to those of the evolving bubble. With soluble surfactant, depending on parameter values, a slender thread forms but can pinch-off later due to exchange of surfactant between the interface and exterior bulk flow. © 2009 American Institute of Physics.

Integrated optically triggered polarisation-switching in InGaAsP twin-stripe injection lasers

A new form of ultrafast bistable polarization switching in twin-stripe injection lasers has been observed. For the first time, triggering between bistable states has been achieved by injecting light from a neighboring laser integrated on the same chip. Ultrafast switching times of 250 ps have been measured (detector limited).

Efecto del manejo orgánico y convencional sobre la dinámica poblacional de arvenses en el cultivo de pipian (Cucurbita argyrosperma Huber) Tipitapa, Masaya, 2009

En la finca El Plantel, propiedad de la Universidad Nacional Agraria año 2009, se estudió el efecto de dos manejos, orgánico y convencional sobre la dinámica poblacional de arvenses en el cultivo de pipián, con el fin de contribuir con técnicas de manejo de arvenses en la producción de este cultivo en las áreas de la pequeña y mediana producción. Se estableció en un diseño de parcelas apareadas con dos tratamientos y cuatro repeticiones, cada parcela de 84 m². En el tratamiento orgánico se aplicó Compost en dosis de 5618 Kg.ha-1, humus de lombriz a razón de 2519.04 kg.ha-1 y biofertilizantes líquidos en dosis de 1,345 l. ha-1. En el tratamiento convencional, fertilizante completo de la fórmula 12-30-10 a razón de 161.90 kg.ha-1 y urea 46% a razón de 307.5 kg.ha-1. Se evaluó: Composición florística de arvenses, Biomasa acumulada por familia y especies, Cobertura de arvenses en porcentaje, Banco de semillas de arvenses y el rendimiento del cultivo en kg/ha. Este último se analizó mediante la prueba de t student y las variables de arvenses por el análisis descriptivo, para ello el uso de promedios y graficas. La mayor diversidad de especie se encontró en el sistema orgánico (18 especies) en comparación con el sistema convencional (16 especies). La diversidad y abundancia se vio representada por las especies Cyperus rotundus L., Ixophorus unicetus L. y Sorghum halapense (L.) Pers. Sida acuta. F, Cleome viscosa L. La mayor biomasa se registro el sistema orgánico (5462.5 g), con el mayor peso las familias Poaceae (2840.6 g), Amaranthaceae (863.5 g) y Nyctaginaceae (668.2 g), en comparación con el convencional (3764.5 g) donde las Poaceae (1579 g) y Nyctaginaceae (902.2 g) con el mayor peso. El porcentaje de cobertura de arvenses en el sistema orgánico superó al porcentaje de cobertura del sistema convencional, presentando la mayor diversidad y la menor abundancia de especie. La diversidad en el banco de semilla en condiciones de invernadero difiere a lo encontrado en campo. Encontrándose una diversidad de 14 especies, Ixophorus unicetus L. y Sida acuta Burm F, son las especies de mayor presencia en ambos sistemas. El rendimiento (kg.ha-1), no presentó diferencias estadísticamente significativas (p=0.2894).

Flow-Induced Vibrations Of A Cylinder With Two Degrees Of Freedom Near Rigid Plane Boundary

Based on similarity analyses, the flow-induced vibrations of a near-wall cylinder with 2 degrees of freedom are investigated experimentally by employing a hydroelastic apparatus in conjunction with a flume. The cylinder's vibration amplitude, vibration frequency and vortex shedding frequency were measured and analyzed. The effects of gap-to-diameter ratio (e,ID) upon the vibration responses are further investigated. The experimental results indicate that, when the reduced velocity (Vr) is small (e.g. Vr = 1.2 similar to 2.6), only streamwise vibration occurs, and its frequency is quite close to its natural frequency in still water. When increasing Vr (e.g. Vr > 3.4), both streamwise and transverse vibrations of the near-wall cylinder may occur. In the examined range of gap-to-diameter ratio (0.42 < e(0)/D < 2.68), 2 vibration stages (in terms of Vr) of streamwise vibrations usually exist: First Streamwise Vibration (FSV) and Second Streamwise Vibration (SSV). In the SSV stage, the vortex shedding frequency may either undergo a jump to that of the streamwise vibration, or stay consistent with that of the transverse vibration. The amplitudes of transverse vibration are usually much larger than those of streamwise vibration for the same value of e(0)/D. The maximum amplitudes of both streamwise and transverse vibration get larger with the increase of e(0)/D (0.42 < e(0)/D < 2.68).

Experiencias de la aplicación comercial de la técnica de reproducción acelerada de semilla (TRAS) en plátano en Rivas y Nandaime

La multiplicación convencional del plátano ( Musa spp.) a través de los hijuelos del cormo, además de la baja tasa de propagación, facilita la diseminación de plagas y enfermedades. La técnica de reproducción acelerada de semillas (TRAS), una alternativa en la producción sana de semilla, fue utilizada para la multiplicación de los cultivares Plátano Enano (PE) y CENSA ¾ (C ¾) en dos viveros comerciales de Rivas y Nandaime donde se establecieron 19 canteros en cada uno. En Rivas se multiplicaron 3 933 cormos de PE y 2 307 de C ¾ a 2.5 cm entre cormos en sustratos de arena de construcción (AC) y arena de playa (AP), riego por microasperción y fertilizacion con completo (15-15-15) NPK. En Nandaime se propagaron 6 952 cormos de PE a 1.5 cm entre cormos en AC. Se regó con regadoras y mangueras y se fertilizó con Súper fértil y Súper calcio. En Rivas las plantas separadas de los cormos se sembraron en bolsas de polietileno, en mezcla de cascarilla de arroz-arena-tierra y en Nandaime en 100% tierra. Se calculó el índice de brotación (IB) de los cormos. En Rivas el IB de PE fue 4 e igualmente para C ¾. El IB de PE en Nandaime fue 3. El mejor IB de PE en Rivas resulta de la utilización inmediata de cormos frescos y yemas en mejor estado físico. El IB de PE en AC fue 5 y 3 en AP, la diferencia la explica el mayor contenido de cenizas volcánicas, minerales y capacidad de absorción de agua de AC. Se produjeron 17 039 plantas de PE y 9 052 de C ¾ en Rivas y 21 637 plantas de PE en Nandaime. Los IB obtenidos son inferiores a los de la guía técnica-UNA. No se siguieron las indicaciones de selección de semilla en el campo, distancia de siembra y momento de corte.

Proper orthogonal decomposition of oscillatory Marangoni flow in half-zone liquid bridges of low-Pr fluids

Proper orthogonal decomposition (POD) using method of snapshots was performed on three different types of oscillatory Marangoni flows in half-zone liquid bridges of low-Pr fluid (Pr = 0.01). For each oscillation type, a series of characteristic modes (eigenfunctions) have been extracted from the velocity and temperature disturbances, and the POD provided spatial structures of the eigenfunctions, their oscillation frequencies, amplitudes, and phase shifts between them. The present analyses revealed the common features of the characteristic modes for different oscillation modes: four major velocity eigenfunctions captured more than 99% of the velocity fluctuation energy form two pairs, one of which is the most energetic. Different from the velocity disturbance, one of the major temperature eigenfunctions makes the dominant contribution to the temperature fluctuation energy. On the other hand, within the most energetic velocity eigenfuction pair, the two eigenfunctions have similar spatial structures and were tightly coupled to oscillate with the same frequency, and it was determined that the spatial structures and phase shifts of the eigenfunctions produced the different oscillatory disturbances. The interaction of other major modes only enriches the secondary spatio-temporal structures of the oscillatory disturbances. Moreover, the present analyses imply that the oscillatory disturbance, which is hydrodynamic in nature, primarily originates from the interior of the liquid bridge. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Identificación de oportunidades de ahorro de energía eléctrica en las instalaciones de la Sede Central Universidad Nacional Agraria Noviembre 2010 – Octubre 2011

El estudio se realizó en la sede central de la Universidad Nacional Agraria (UNA), durante el periodo noviembre - 2010 a octubre - 2011; en el cual, se identificaron las oportunidades de ahorro energético. Se realizó un inventario de los equipos eléctricos, registrando el voltaje, amperaje y tiempo de uso, se calculó el consumo eléctrico; luego se procedió a la caracterización de la energía, estimación de las emisiones de CO 2 e identificación de las oportunidades de ahorro energético y escenarios de sustitución de equipos de aire acondicionados . El consumo total de energía eléctrica en la UNA fue de 7, 177,417.66 kWh/año. Las facultades consumieron 4, 307,580.72 kWh/año , Direcciones 2, 424,954.06 kWh/año, Rectoría 240,961.89 kWh/año, Auditoría interna 36,462.45 kWh/año y áreas independientes a la academia y administración, consumieron 167,458.53 kWh/año. Considerando el consumo vampiro, este aportaría 717,741.77 kWh/año al consumo total de la universidad. Los laboratorios de las Facultades de Agronomía y Ciencia Animal presentaron los mayores consumos, seguidos de los laboratorios y Departamentos Académicos de cada Facultad, en cambio, en la Facultad de Desarrollo Rural el orden descendente según consumo fue el siguiente: Departamentos Académicos, Decanatura y Delegación Administrativa laboratorios. Los usos más representativos en la UNA fueron: climatización procesamiento de la información electrónica, Reparación y mantenimiento, electrodomésticos, prácticas y pruebas de laboratorio con sus respectivos equipos; esto varió en dependencia de las características y funciones de cada sitio. La emisión total de CO2 por consumo eléctrico fue de 5,086.76 ton.

平板集热器铁管板式集热板的最佳化

本文利用平板集热器管板式集热板的最佳化数学模型,计算得到了我国目前应用较广泛的铁管板式集热板的最佳化参数——在最小成本/效率参数时的最佳管间距、最佳板厚以及最佳管径。

无限长带状收缩的磁流体力学平衡和稳定

<正> 一、引言 由于拉长截面环形等离子体在实验中有较好的稳定性,因此不少受控理论工作者对它的磁流体力学平衡、稳定进行了研究。因其几何形态复杂,在过去的工作中都认为等离子体紧贴导体壁,实际上在等离子体与导体壁之间总有一低密度区——“真空区”存在,本文的目的就是讨论这种自由边界等离子体的平衡、稳定性质。因为在带状收缩演化早期,本质上是一个一维问题,其半高与半宽之比也很大,有的达10—14,因此文中取一无限长的中空圆管作为高度拉长带状收缩的近似,并根据[4]中的实验结果,

Explorations of electric-current system in solar active regions .1. Empirical inferences of the current flows

In this paper we explore techniques to identify sources of electric current systems and their channels of flow in solar active regions. Measured photospheric vector magnetic fields (VMF) together with high-resolution white-light and H filtergrams provide the data base to derive the current systems in the photosphere and chromosphere. Simple mathematical constructions of fields and currents are also adopted to understand these data. As an example, the techniques are then applied to infer current systems in AR 2372 in early April 1980. The main results are: (i) In unipolar sunspots the current density may reach values of 103 CGSE, and the Lorentz force on it can accelerate the Evershed flow, (ii) Spots exhibiting significant spiral pattrn in the penumbral filaments are the sources of vertical major currents at the photospheric surface, (iii) Magnetic neutral lines where the transverse field was strongly sheared were channels along which strong current system flows, (iv) The inferred current systems produced oppositely-flowing currents in the area of the delta configuration that was the site of flaring in AR 2372.

带空腔爆轰加载装置对驱动飞片的影响

结合实验和数值模拟技术 ,研究了在炸药透镜和飞片之间引入空腔对爆轰躯体的定量影响。计算和实验结果基本一致 ,表明引入空腔的爆轰加载装置可以推动厚度 6mm以上的厚飞片 ,并可以避免飞片中出现层裂现象 ,从而可以实现较低的冲击压力和较长的压力脉宽 ,在推动厚飞片和较严格地控制作用时间方面也有明显的优点

可压涡卷空间演化的迎风紧致差分数值模拟

从数值算法的耗散和色散特征的时空全离散Fourier分析出发，通过直接求解二维非定常可压Navier-Stokes方程，将发展的5阶迎风紧致差分格式用于无约束可压平面受迫剪切层中基频涡卷空间演化过程的数值模拟。采用被动守恒标量等方法显示了基频涡卷的饱和、一次对并、二次对并等现象，据此探讨了入口来流亚谐扰动引起的初值效应问题，表明可压大尺度涡结构空间演化形态与受迫扰动方式之间存在关联。