臺灣國際科展

「顯像」環生-環形氣泡產生方法及變因之研究

科展類別
全國中小學科展作品
屆次
第62屆--民國111年
科別
物理科
得獎情形
第一名
學校名稱
國立臺中教育大學附設實驗國民小學
指導老師
黃尚偉;簡辛如
作者
郭芷彤;謝沂勳;王若瑜;黃子恩;余懷生
關鍵字
環形氣泡,渦環,流場分析

摘要或動機

我們從網路影片發現海豚能夠吐出環形氣泡!對環形氣泡產生興趣後,我們自製以相同力道製造環形氣泡的施力裝置,進行環形氣泡產生方法和變因的探討。我們推薦以空氣砲製造環形氣泡。空氣砲使用3D列印中空圓筒瓶,瓶底包膜以繡框固定矽膠保鮮膜,並以推膜施力。我們以細小氣泡作為顯影顆粒,進行簡易的流體可視化,分析出環形氣泡形成歷程與內部運動軌跡。孔徑、管長和管徑都會影響環形氣泡效果。管徑3吋圓筒瓶最佳化為「孔徑/管徑=1/3、管長20cm」。施力大小與孔徑則會影響環形氣泡直徑。環形氣泡需要氣泡才能現形,我們研發出內塞氣泡石、現形水量方法,讓氣泡現形一體化。此外還發現環形氣泡對撞會有互相抵銷、吸收與後凹抵銷一半現象。


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