המחקר במעבדה לזרימה רב-פאזית מתמקד בבעיות סביבתיות בתחומי זרימה ומעבר חום, ובהן
- זרימה רווית חלקיקים: מחקרים על הצימוד בין חלקיקים לבין זרימות טורבולנטיות במטרה לשפר מודלים עבור יישומים תעשיתיים וסביבתיים, פיזור (ביו-) אירוסולים בשכבת גבול אטמוספרית, השפעה של הטרוגניות בנוף על שכבת הגבול האטמוספרית (canopy flows).
- אינטראקציה בין גוף ומבנה: הפחתת נזק מבני או העצמת אנרגיה נקצרת מתוך מבנים החווים רטט עקב ניתוק ערבולים (Vortex Induced Vibrations).
- הולכת חום בהסעה: חקר סילון (פועם) הפוגע במשטח, מתוך שאיפה להבין מנגנונים פיזיקליים של סילוק חום משופר.
- שכבת גבול אטמוספרית: השפעת חספוס הטרוגני על הזרימה בשכבות גבול אטמוספריות טרם הובנה היטב. המחקר מכוון לביאור השפעת הטרוגניות נוף על מעבר חום ומסה בשכבות גבול אטמוספריות. תוצאות חשובות למידול שינוי אקלים בכדור הארץ.
ציוד מתקדם:
המעבדה לזרימה רב-פאזית סביבתית מחזיקה בציוד שמהווה את חוד החנית הטכנולוגית למדידת שדות זרימה ומאפיינים של פיזור חלקיקים. למשל מערכת טומוגרפית (Tomographic Particle Image Velocimetry) ומערכת צילום הולוגרפי מהיר (high speed holographic cinematography).
מתקני ניסוי קיימים
- תעלת מים ריבועית (50×50 סמ”ר) המשמשת לחקר דינמיקת חלקיקים בזרימה טורבולנטית, וכן אינטראקציות בין גוף וזורם. השפעת מבנים קטנים בשכבת גבול טורבולנטית על פיזור וכליאה של חלקיקים נחקרת באמצעות שיטות מבוססות צילום (מהיר), Particle Image Velocimetry, כמו גם מעקב תלת-ממדי אחר חלקיקים באמצעות הולוגרפיה.
- תא מחולל זרימה טורבולנטית, איזוטרופית והומוגנית (40×40×40 סמ”ק). בקובייה השקופה הזו הזרימה מופקת באמצעות שמונה רמקולים, המותקנים בכל אחת מפינותיה. חלקיקים מפוזרים לתוך הזרימה בכדי לחקור את השפעת הטורבולנציה האיזוטרופית על מאפייני פיזור החלקיקים. לדוגמא, התנהגות טיפות קטנות בעננים, התנהגות חלקיקים כדוריים לעומת לא-כדוריים והשפעת טורבולנציה על מהירות שקיעת חלקיקים.
- מנהרת רוח קטנה למהירויות נמוכות (20×20 סמ”ר) המשמשת לחקר דפוסי מהירויות סביב מבנים (ביולוגים) בעלי מבנים מורפולוגים שיכולים להשפיע על שחרור או לכידת חלקיקים. מנהרת הרוח היא וורסטילית ושימשה גם לחקר סילון (פועם) הפוגע במשטח.
