Simulasi Geofisika Pada Aliran Fluida yang dipengaruhi oleh gayaberat mikro-1 (Geoflow-1)

Tujuan penelitian ini adalah untuk menSimulasikan pengaruh Geofisika pada Aliran Fluida didalam gayaberat mikro (Geoflow), penelitian ini dilakukan oleh ESA (Badan antariksa Eropa) yang rencanannya untuk membuat Laboratorium fluida Sains (FSL:Fluid Science Laboratory) di ISS (Stasius Luar Angkasa Internasional). Geoflow akan mempelajari konveksi termal pada celah antara dua bola berputar yang konsentris untuk pemodelan inti cair bumi.

Perakitan cairan sel Geoflow : inti dari percobaan. bola bagian
dalam hanya terlihat di dalam bola kaca luar. Gambar milik ESA.

Ini menawarkan pengalaman seperti Perjalanan Menuju pusat bumi secara eksperimental. Penelitian mengenai suhu ini adalah konveksi termal secara mandiri pada celah antara dua bola berputar yang konsentris yang dapat menggambarkan suatu model inti cair bumi dengan cara menggambarkan pola konveksi dari kedua simulasi numerik dan pengamatan eksperimental.
Keselarasan sel konvektif di silinder yang bersinggungan karena dominasi gaya sentrifugal terhadap bidang daya apung mandiri yang gaya gravitasinya menciptakan pola sel kolumnar yang jelas. Sepenuhnya keadaan superkritis yang dikembangkan diketahui memiliki daya apung yang didorong pertukaran kutub dan perilaku penyimpangan yang kompleks.

Deskripsi percobaan
Gambaran Keseluruhan penelitian

Eksperimen kontainer Geoflow : Perakitan cairan sel Geoflow, elemen
optik dan sub-sistem lain yang terintegrasi
dalam wadah eksperimen untuk FSL. Gambar milik ESA.

a. Simulasi geofisikal Aliran Fluida dalam gayaberat mikro (Geoflow) yg mana eksperimen ini akan menginvestigasi aliran dalam suatu fluida kental yang dimampatkan (minyak silikon) dilakukan diantara dua bola yang konsentris. Sebuah medan gaya sentral diperkenalkan dengan menerapkan perbedaan tegangan tinggi (10 kV) antara kedua bola itu. Mempertahankan bola bagian dalam pada suhu lebih tinggi dari lingkup luar juga menciptakan gradien suhu (0 - 10 derajat K).

b. Bola ini juga dapat berotasi (tingkat rotasi antara 0 dan 2 Hz). Konfigurasi geometri ini dapat dilihat sebagai representasi dari inti cair bumi, di mana peran gaya gravitasi dimainkan/dipengaruhi/dibangkitkan oleh medan listrik pusat. Percobaan ini membutuhkan lingkungan tanpa bobot untuk menonaktifkan efek searah gravitasi Bumi.

Deskripsi dari Simulasi Geofisika dalam Aliran Fluida pada gayaberat mikro (Geoflow) akan menginvestigasi mengenai aliran fluida kental yang dimampatkan antara dua bola yang konsentris, berotasi pada sumbu yang sama, di bawah pengaruh medan gaya sentral. Hal ini penting untuk permasalahan astrofisika dan geofisika, seperti aliran berskala global di atmosfer, lautan, dan di dalam inti cair planet. Juga ada ketertarikan untuk mengaplikasikan penelitian ini seperti: (EHD) gaya elektro-hidrodinamik yang mensimulasikan medan gravitasi pusat yang mungkin dapat diaplikasikan dalam performa tinggi pada saat pertukaran panas, dan juga dapat diaplikasikan untuk fenomena kekentalan-elektro.

parameter eksperimen Geoflow adalah tingkat rotasi, tegangan tinggi dan perbedaan suhu. Konveksi termal akan diamati antara dua bola. Distribusi temperatur akan diukur dengan menggunakan Wollaston Shearing interferometri dan diagnostik optik tambahan dapat juga digunakan (Schlieren atau shadowgraphy).
Percobaan Geoflow dapat menentukan hal-hal berikut:

Stabilitas keadaan dasar dan transisi yang akan dipelajari untuk kedua situasi tak-berputar dan berputar.
Penetapan karakteristik arus konveksi dan khususnya simetrinya.
kekritisan bilangan Rayleigh yang menunjukkan stabilitas linear dan menandai awal dari konveksi termal yang seharusnya dapat terdeteksi.
Diagram stabilitas terhadap tingkatan yang berbeda harus diukur dan pengkajian timbulnya multi-stabilitas.
Transportasi energi dari lingkungan dalam ke lingkungan luar harus diestimasikan. Penentuan angka gelombang karakteristik.
Ketergantungan waktu sampai pada kekacauan perilaku akan terdeteksi; seperti kecepatan hanyut dan dinamika tak-linear

interaksi yang akan dianalisa.
Hasilnya, penjelasan rinci tentang masa peralihan menuju turbulensi dan skenario transisi kekacauan harus didapatkan. Angka simulasi dan perbandingan Geoflow dengan prediksi teoritis untuk pola aliran bifurcating dari tingkatan biasa akan dilaksanakan, serta perbandingan dengan pekerjaan teoritis pada aliran di interior bumi.

Protokol operasional
Para kru harus memasukkan wadah eksperimen Geoflow di FSL, lalu lepaskan di penghujung percobaan. Percobaan ini dikendalikan dari darat. Para kru hanya harus mengubah pita cadangan bila diperlukan (masukkan yang baru bila yang sebelumnya sudah penuh).

untuk lebih jelas dalam memahami penelitian ini silahkan kunjungi halaman nasa.gov ini