沈降粒子の堆積形態。注入量または沈降高さを増加すると、堆積半径が増加します。 クレジット: M. Souzy 他、2025 彼らは、さまざまな直径の球形のホウケイ酸ガラスビーズを使用して塩の粒子を表現し、一定量の異なるビーズを円筒形のチューブに充填しました。次に、チューブの底をスライドさせてビーズを放出し、タンクの上部に設置されたニコン D300 カメラでビーズが落下して沈む様子を撮影しました。タンクは均一な LED ライト スクリーンとディフューザーによって下から照らされ、均一な背景が得られました。 物理学者らは、重力によって単一の粒子がタンクの底に引き寄せられ、周囲の水の流れに影響を与える小さな後流抵抗が生じることを発見しました。多くの大きな粒子が一度に放出され、それぞれが隣接する粒子に影響を与える独自の航跡を伴う場合、その摂動はさらに複雑になります。したがって、落下粒子は水平方向に移動し始め、落下粒子は拡大する円形パターンで分布します。 より低い高さから放出された粒子はより速く落下し、きれいな中央領域を持つパターンを形成します。より高い高さから放出された粒子は底に落ちるまでに時間がかかり、粒子の雲は放射状に拡大し、粒子が十分に離れて隣接する粒子の航跡の影響を受けなくなり、雲を形成しなくなります。その場合、最終的には均質な塩リングの堆積物が得られます。 「これらが主要な物理的要素であり、見かけの単純さにも関わらず、この現象には堆積、非クリープ流れ、複数の物体間の長距離相互作用、伴流の同伴など、幅広い物理的概念が含まれています。」 スージーは言った。。 「大きな粒子が小さな粒子よりも放射状にシフトしていることが分かると、物事はさらに面白くなります。つまり、粒子を水槽に落とすだけでサイズ別に分類できることになります。日常生活の単純な観察には、多種多様な身体メカニズムが隠されていることがすぐにわかったので、全体としては素晴らしい経験でした。」 著者らによれば、これらの現象は台所の外でも同様に関連しており、特に「浚渫した資材や産業廃棄物の川、湖、海洋への排出」などの地球物理学的および産業的文脈において顕著であると著者らは書いている。 「汚染廃棄物が関係するシナリオでは、固形廃棄物と相互作用する流体の両方の挙動を理解することが重要です。」 流体の物理学、2025 年。DOI: […]
