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。
实时播报
田柾国完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
3秒前
3秒前
情怀应助asdf采纳,获得10
3秒前
3秒前
共享精神应助Jasmine采纳,获得10
4秒前
zhang-leo发布了新的文献求助10
4秒前
hahha完成签到,获得积分10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
隐形曼青应助活力的元风采纳,获得10
5秒前
冉启琳完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
科研通AI6应助WuYiHHH采纳,获得10
5秒前
自信以冬完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
桐桐应助encounter采纳,获得10
7秒前
饱满的夜安完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
冉启琳发布了新的文献求助10
8秒前
Lucas应助品品采纳,获得10
9秒前
深情安青应助xxxyt采纳,获得30
9秒前
Doraemon-2077发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
李明星应助生活的高手采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
ddw发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
也子完成签到 ,获得积分10
13秒前
陶醉雪青发布了新的文献求助10
14秒前
SHIRO发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
脑洞疼应助gyh采纳,获得10
14秒前
xcx发布了新的文献求助10
14秒前
王大锤发布了新的文献求助10
15秒前
15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
Iron toxicity and hematopoietic cell transplantation: do we understand why iron affects transplant outcome? 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1021
Teacher Wellbeing: Noticing, Nurturing, Sustaining, and Flourishing in Schools 1000
Efficacy of sirolimus in Klippel-Trenaunay syndrome 500
EEG in Childhood Epilepsy: Initial Presentation & Long-Term Follow-Up 500
Latent Class and Latent Transition Analysis: With Applications in the Social, Behavioral, and Health Sciences 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 5480303
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4581518
关于积分的说明 14380905
捐赠科研通 4510074
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2471649
邀请新用户注册赠送积分活动 1458040
关于科研通互助平台的介绍 1431812