Tesla's fluidic diode and the electronic-hydraulic analogy

流体学 流体力学 水力学 物理 类比 流体力学 机械 数码产品 二极管 机械工程 雷诺数 液压回路 流量(数学) 电子元件 电气工程 计算机科学 工程类 光电子学 语言学 哲学 湍流 热力学
作者
Quynh M. Nguyen,Dean Y. Huang,Evan Zauderer,Genevieve Romanelli,Charlotte L. Meyer,Leif Ristroph
出处
期刊:American Journal of Physics [American Association of Physics Teachers]
卷期号:89 (4): 393-402 被引量:12
标识
DOI:10.1119/10.0003395
摘要

Reasoning by analogy is powerful in physics for students and researchers alike, a case in point being electronics and hydraulics as analogous studies of electric currents and fluid flows. Around 100 years ago, Nikola Tesla proposed a flow control device intended to operate similarly to an electronic diode, allowing fluid to pass easily in one direction but providing high resistance in reverse. Here, we use experimental tests of Tesla's diode to illustrate principles of the electronic-hydraulic analogy. We design and construct a differential pressure chamber (akin to a battery) that is used to measure flow rate (current) and thus resistance of a given pipe or channel (circuit element). Our results prove the validity of Tesla's device, whose anisotropic resistance derives from its asymmetric internal geometry interacting with high-inertia flows, as quantified by the Reynolds number (here, Re∼103). Through the design and testing of new fluidic diodes, we explore the limitations of the analogy and the challenges of shape optimization in fluid mechanics. We also provide materials that may be incorporated into lesson plans for fluid dynamics courses, laboratory modules, and further research projects.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
建议保存本图,每天支付宝扫一扫(相册选取)领红包
实时播报
大模型应助edtaa采纳,获得10
1秒前
unique发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
随随发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
buqi发布了新的文献求助10
6秒前
FFFFFF发布了新的文献求助10
6秒前
一百度黑完成签到,获得积分10
7秒前
kdjc完成签到,获得积分10
8秒前
HF发布了新的文献求助10
8秒前
普鲁斯特完成签到,获得积分10
10秒前
赵十一完成签到,获得积分10
11秒前
今后应助我真的不是robot采纳,获得10
12秒前
自觉的绮烟完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
11发布了新的文献求助10
12秒前
垃圾智造者完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
天气很好我很好关注了科研通微信公众号
14秒前
缥缈凡旋完成签到,获得积分10
14秒前
buqi完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
研友_VZG7GZ应助文艺安筠采纳,获得10
16秒前
顾矜应助扶风阁主采纳,获得10
17秒前
wanna完成签到,获得积分10
18秒前
ZJFL完成签到,获得积分10
19秒前
坦率尔蝶完成签到 ,获得积分10
19秒前
meng发布了新的文献求助10
20秒前
pluvia完成签到,获得积分10
20秒前
Urologyzz发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
21秒前
FFFFFF完成签到,获得积分10
22秒前
Jane完成签到,获得积分10
24秒前
晨晨完成签到 ,获得积分10
24秒前
bioinforiver发布了新的文献求助10
25秒前
陈转霞发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Mentoring for Wellbeing in Schools 1200
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1061
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 600
Atlas of Liver Pathology: A Pattern-Based Approach 500
A Technologist’s Guide to Performing Sleep Studies 500
EEG in Childhood Epilepsy: Initial Presentation & Long-Term Follow-Up 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5495259
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4592967
关于积分的说明 14439338
捐赠科研通 4525803
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2479715
邀请新用户注册赠送积分活动 1464544
关于科研通互助平台的介绍 1437385