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Engineering

Auswirkungen der frei fallende Kugeln auf ein tief flüssigen Pool mit veränderten Flüssigkeit und Impaktor Oberflächenbedingungen

Published: February 17, 2019 doi: 10.3791/59300

Summary

Dieses Protokoll zeigt die experimentelle Grundkonfiguration für Wasser Eintrag Experimente mit frei fallende Kugeln. Methoden für die Veränderung der flüssigen Oberfläche mit durchlässigen Stoffen, die Vorbereitung der chemisch nichtnetzende Sphären und Schritte für die Splash-Visualisierung und Daten-Extraktion werden diskutiert.

Abstract

Vertikale Auswirkungen der Kugeln auf sauberes Wasser wurden zahlreiche Wasser Eintrag untersucht Charakterisierung Bildung, splash Krone Aufstieg und Worthington jet-Stabilität. Hier schaffen wir experimentelle Protokolle für die Prüfung Splash Dynamik, wenn glatt fallendes der unterschiedlichen Benetzbarkeit, Masse und Durchmesser Auswirkungen die freie Oberfläche eines tief flüssigen Pools durch dünne Stoffe durchlässig und flüssige Tenside geändert Sphären. Wasser-Eintrag Untersuchungen liefern zugänglich, leicht montiert und ausgeführten Experimente zur Untersuchung komplexer Strömungsmechanik. Wir präsentieren hier einen abstimmbaren Protokoll zur Charakterisierung von Splash Höhe, Strömung Trennung Metriken und Impaktor Kinematik und repräsentative Ergebnisse die erworben werden können, wenn unser Ansatz zu reproduzieren. Die Methoden sind anwendbar, wenn charakteristische Splash Dimensionen unter ca. 0,5 m bleiben. Dieses Protokoll kann jedoch für größere Höhen der Impaktor-Release und Aufprallgeschwindigkeiten, die ein gutes Omen für die Übersetzung Ergebnisse zu Marine und Industrieanwendungen.

Introduction

Die Charakterisierung der Splash Dynamik durch vertikale Auswirkungen von festen Körpern auf einer tief flüssigen Pool1 gilt für Militär, Marine und industrielle Anwendungen wie ballistische Flugkörper Eintrag und Meer Wasseroberfläche landen2, 3,4,5. Die erste der Wassereintritt Studien wurden auch vor mehr als einem Jahrhundert6,7. Hier schaffen wir klare detaillierte Protokolle und best Practices für konsistente Ergebnisse für Wasser Eintrag Untersuchungen zu erreichen. Um gültige experimentelles Design zu erleichtern, wird ein Verfahren vorgestellt, für die Wartung der sanitären Bedingungen, Änderung der Grenzflächen Bedingungen, Kontrolle der dimensionslose Parameter, chemische Modifikation der Impaktor Oberfläche und Visualisierung von Splash Kinematik.

Vertikale Auswirkungen der freifallenden hydrophilen Kugeln auf der ruhenden Flüssigkeit zeigen keine Lufteinschlüsse bei niedrigen Geschwindigkeiten8. Wir finden, dass die Platzierung der dünne durchlässig Stoffe auf der flüssigen Oberfläche Bildung durch erzwungene Strömung Trennung1verursacht. Eine magere Menge Stoff auf der Oberfläche verstärkt über einen Zahlenbereich moderate Weber plantschen, während ausreichend Schichtung dämpft plantschen Sphären zu überwinden bei Fluid Eintrag1ziehen. In diesem Artikel erklären wir Protokolle für die Festlegung der Auswirkungen der Materialstärke auf das Eindringen von Wasser von hydrophilen Bereiche geeignet.

Kavität bilden Spritzer aus hydrophoben Impaktoren zeigen den Aufstieg einer gut entwickelten Splash-Krone, gefolgt von der Vorsprung des primären Jet hoch über der Oberfläche im Vergleich zu ihrem Wasser-Geschmack Gegenstücke8. Hier stellen wir einen Ansatz zur Wasserabweisung durch chemisch verändern die Oberfläche des hydrophilen Sphären zu erreichen.

Mit dem Aufkommen von High-Speed-Kameras Splash Visualisierung und Charakterisierung erreichbarer geworden. Trotzdem rufen etablierte Standards im Bereich für die Verwendung einer einzigen Kamera orthogonal zu der primären Achse des Reisens. Wir zeigen, dass die Verwendung einer zusätzlichen High-Speed-Kamera für obenliegende Ansichten zu zusprechen, dass Kugeln schlagen die vorgesehene Stelle notwendig ist.

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Protocol

1. konfigurieren das Experiment für vertikale Auswirkungen

  1. Füllen Sie einen transparente Wassertank Abmessungen ca. 60 cm x 30 cm x 36 cm (Länge x Gewicht x Tiefe) mit 32 L Wasser und montieren einen Messgerät Herrscher ("visuelle Skala") vertikal im Inneren des Behälters so, dass die Basis oben auf der Flüssigkeit sitzt, wie in Figur 1azu sehen.
    Hinweis: Tiefe und Breite des Behälters müssen größer als 20-Mal den Durchmesser der größten Kugeln in das Experiment verwendet, um sicherzustellen, dass Wandeffekte vernachlässigbar9sein. Eintrag schneller als die hier werden beschrieben bedürfen eingehender Tank. Die visuelle Skala zur Bestimmung der Fallhöhen und Kalibrierung von tracking-Software ist in Abschnitt 7 erläutert.
  2. Legen Sie eine zusätzliche Anzeige Lineal unter Wasser, die Dimensionen vergrößern fungieren kann. Diese visuellen Skala dient zur Kalibrierung von tracking-Software für Unterwasser-Messungen.
  3. Konstruieren Sie eine aufklappbare Plattform ("Entriegelung"), die Sphären oberhalb der Flüssigkeit suspendiert und dreht sich nach unten, um größer als die Schwerkraft an der Impaktor Position loslassen, tangentialen Beschleunigung zu erreichen, wie in Figur 1azu sehen. Schnelle Rotation wird erreicht, indem das Zentrum des tragenden Bauteils mit elastischen Bändern die aufklappbare Plattform anschließen. Das Ergebnis ist eine nicht unterstützte und nicht rotierenden Impaktor.
    Hinweis: Die Plattform ist leicht mit 3D-Drucker hergestellt.
  4. Legen Sie für Auswirkungen Studien Daumen um klappbare Plattform basieren und drehen es 90° in eine horizontale Position für die Platzierung von Kugeln über der Flüssigkeit.
    Hinweis: Rücknahme wird ausgelöst, wenn Daumen von der Basis der Plattform freigegeben wird.
  5. Befestigen Sie den Entriegelungsmechanismus für ein Stativ, so, dass das Gerät auf verschiedene Höhen eingestellt werden kann.
  6. Ort der Retorte stehen neben den Tank so, dass der Auslösemechanismus in der gleichen Tiefenebene wie die visuelle Skala ist. Fügen Sie eine Gewicht auf der Basis der Retorte Stand wie notwendig, um den Sturz zu verhindern.
  7. Passen Sie die Auslöseeinrichtung in die maximale gewünschte experimentelle Fallhöhe. Dies ist notwendig für optimale Splash Visualisierung wie in Abschnitt 6 beschrieben und stellt sicher, dass die Spritzer Merkmale von Interesse sind immer im Rahmen der Kamera anzeigen.
  8. Legen Sie eine Multi-LED-Licht auf artikulierenden Arm so, dass das Licht über die Kamera, schaut auf den Spritzbereich angebracht wird. Umgebungslicht allein wird nicht ausreichen, um die Szene bei hohen Frameraten zu beleuchten benötigt, um Spritzer Kinematik zu extrahieren.
    Hinweis: Man kann nie zu viel Licht haben.
  9. Legen Sie einen schwarzen Bildschirm an der Rückseite der Wassertank zu spritzen und Hohlraum Visualisierung zu unterstützen, wie in Abbildung 2dargestellt.
  10. Legen Sie einen Glas Schutz Stoßdämpfer, wie z. B. einem geschlossenzelligen Schwamm am unteren Wassertank und Affix mit Gewichten, Oberflächenersatz zu verhindern.
    Hinweis: Die Höhe der Flüssigkeit im Tank sollte so sein, dass die Kugel nicht mit Stoßdämpfer vor Luft Hohlraum Pinch off10interagiert.

2. controlling dimensionslose Parameter

  1. Experimente mit glatten Kugeln mit verschiedenen Massen und Durchmessern. Dazu Polyoxymethylen (z.B. Delrin) Münze-Herstellung Kugeln funktionieren besonders gut und haben keine Form Teil Linie. Messen Sie Massen und Durchmesser mit einer Analysenwaage und Vernier Bremssattel bzw..
  2. Experimente in verschiedenen Höhen H Aufprallgeschwindigkeiten generieren Equation 1 wo Equation 2 m/s2 ist die Erdbeschleunigung. Messen Sie die Höhe mit der visuellen Skala innerhalb der Kamera.
    Hinweis: Verwenden Sie die Auto-Tracking -Funktion in der video-Analyse-Tool wie in Abschnitt 7 beschrieben Aufprallgeschwindigkeiten messen.
  3. Experimente mit flüssigen Mischungen aus Wasser und geeignete Tenside (z. B. Glycerin oder Seife), Oberflächenspannung zu ändern. Messen Sie Oberflächenspannung mit einer Oberfläche Tensiometer.
  4. Reynolds-Zahlen berechnen Equation 3 und Weber Zahlen Equation 4 , wo ρ ist die Dichte des Fluids, D ist der Kugeldurchmesser, μ ist die dynamische Viskosität der Flüssigkeit und σ die Oberflächenspannung der Flüssigkeit.

3. Aufrechterhaltung sanitäre Versuchsbedingungen

  1. Experimente beim industriellen Nitril-Handschuhe tragen und Kugeln aus Wassertank mit einer bereinigten Kugel abrufen.
    Achtung: Haut produziert natürlich Öle können beeinflussen die Benetzbarkeit der Impaktoren und Makel Fluid Bedingungen.
  2. Reinigen Sie die Kugeln mit 99 % Isopropylalkohol und für 1 min zwischen Studien den Einfluss von Verunreinigungen auszuschließen trocknen lassen.
  3. Wenn Stoffe verwenden, die während des Aufpralls auseinander brechen, ersetzen Sie das Wasser in den Tank nach jedem Versuch Fetzen manuell eingezogen werden.
  4. Am Ende des Experiments den Tank entleeren und trocknen lassen.
  5. Reinigen Sie bevor ein Experiment den Tank mit Wasser, um eventuelle Verunreinigungen zu entfernen.

(4) überlagern die Oberfläche mit durchlässig Stoffe

  1. Trennen den Stoff in quadratische oder Runde lagen in Vorbereitung für Auswirkungen Trials. Verwenden Sie einem Vernier-Bremssattel, um komprimierte Dicke des Gewebes zu erhalten.
    Hinweis: Stoff Dicke ändert sich bei Nässe.
  2. Ruhen Sie sanft den trockenen Stoff auf der Oberfläche des flüssigen Pools. Sicherstellen Sie, dass die lagen nicht Abstieg vor Impaktor Release beginnen und Stoffe unmittelbar nach Kollision zu ersetzen.
  3. Verwenden Sie einen bereinigten Scoop, um das Gewebe unterhalb der klappbare Plattform zu positionieren, vor der Freigabe Sphären.
  4. (Optional) Führen Sie die folgenden Tests mit einem Stoffmuster für Materialcharakterisierung.
    1. Zugversuch mit einem dehnbaren Tester der Elastizitätsmodul der Probe bestimmen durchzuführen.
    2. Verwenden Sie ein digitales Mikroskop zu erhalten einen mikroskopischen Blick auf das Gewebe und Faserlänge mit einer imaging-Tool bestimmen.

5. Vorbereitung chemisch hydrophobe Sphären

  1. Spray die hydrophoben Base coat ca. 15 – 30 cm von der Kugeloberfläche. Einweichen der Oberfläche zu vermeiden. Vor dem Hinzufügen von zusätzliche Beschichtungen 1\u20122 min trocknen lassen. Zwei weitere Basis-Schichten auftragen. Lassen Sie es für 30 min Trocknen vor dem Auftragen der Deckschicht.
    Hinweis: Die Anzahl der zusätzlichen Fläche variieren basierend auf Empfehlungen vom Produkthersteller.
  2. Spray die hydrophoben Top coat ca. 15 – 30 cm von der Oberfläche. Einweichen der Oberfläche zu vermeiden. Für 1 – 2 min. vor dem Hinzufügen von zusätzliche Beschichtungen trocknen lassen. Zwei oder drei weitere Beschichtungen der Deckschicht auftragen 30 min für den leichten Einsatz und 12 h für vollen Gebrauch trocknen lassen.
    Hinweis: Die Anzahl der zusätzliche Oberfläche Schichten variieren basierend auf Empfehlungen vom Produkthersteller.
  3. Nach ca. 20 versuchen wird die hydrophobe Beschichtung durch übermäßige Handhabung beeinträchtigt. Entfernen Sie Beschichtung mit 99 % Isopropyl zu, und wiederholen Sie die Schritte 5.1 und 5.2.

6. synchronisieren Kameras für Splash Visualisierung

  1. Legen Sie eine High-Speed-Kamera mit einem geeigneten Objektiv senkrecht zur Auswirkung und im Einklang mit der Oberfläche der Flüssigkeit.
    Hinweis: Eine 55 mm Festbrennweite bietet einen guten Ausgangspunkt dar.
  2. Fügen Sie Stoffe verwendet werden sollen, eine zusätzliche High-Speed-Kamera, das Experiment zu einer Top-Down-Ansicht der Auswirkungen, wie in Abbildung 1 b.
  3. Synchronisieren Sie mehrere Kameras an einen Computer mit den folgenden Schritten.
    1. Schließen Sie beide Ausgangsklemmen der horizontalen Kamera an beiden Eingangsklemmen der zusätzlichen Kamera mit BNC-Kabel.
    2. Den Schalter an der horizontalen Kamera nur anschließen.
    3. Stecken Sie Ethernet-Kabel von beiden Kameras einen außerhalb des Netzwerks-Router mit dem Computer verbunden.
      Hinweis: In Ermangelung eines Routers schließen Sie Ethernet-Kabel für Kameras, Computer zu trennen an.
  4. Konfigurieren Sie in der Videoaufnahme-Software die Kameras mit den folgenden Einstellungen. Frame-Rate auf ein Minimum von 1.000 fps eingestellt, stellen Bildschirmauflösung auf die gewünschte Auflösung. Die Verschlusszeit auf 1 pro Frame zweiter und Trigger-Modus zu beenden.
  5. Führen Sie aus der maximalen Freisetzung Höhe eine Reihe von Test-Tests um sicherzustellen, dass die Worthington Jets innerhalb des Videoframes.
  6. Passen Sie die Kameraposition und den Fokus entsprechend bis die gewünschte Visualisierung Qualität erreicht ist an.
  7. Extrahieren Sie nach der Aufnahme kinematische und geometrischen Messungen von Videos, die mit einem passenden video-Analyse-Tool. Tracker, ein open-Source-Analyse-Tool oder Software vergleichende Funktion verwenden.

7. Auswirkungen Kinematik mit Tracker Software digitalisieren

  1. Wählen Sie Kalibrierung Stick aus der Tracker-Toolbox und Matchmaking zu visuellen Skala (Abbildung 2a), den Stick so lange wie möglich.
  2. Klicken Sie auf Kalibrierung Stick und auf die Länge der visuellen Skala von dem Stick überspannt Skalierung eingestellt. Das heißt, wenn die Kalibrierung Stick 1 cm auf visueller Ebene erstreckt, legen Sie Wert auf 1 Skalierung.
    Hinweis: Dies stellt sicher, dass Messungen von Software in der Größenordnung von Zentimeter sind.
  3. Schalten Sie Videowiedergabe durch Klicken starten und stoppen und video in das gewünschte Frame gesetzt.
  4. Wählen Sie aus der Toolbox Tracker Messlatte und extrahieren Sie Splash Krone Höhe k, Hohlraum Breite bund Hohlraum Tiefe lWorthington Jet Höhe h, wie in Abbildung 2 b,c.
    Hinweis: Der Messstab ist einstellbar an beiden Enden und kann gleichzeitig mit anderen Toolbox-Auswahlen verwendet werden.
  5. Wählen Sie Winkelmesser aus der Tracker-Toolbox aus und Messen Sie die Trennung Winkel Q Flüssigkeit in Bezug auf den Impaktor zu, wie in Abbildung 2 bzu sehen. Der Winkelmesser ist einstellbar an beiden Enden und kann gleichzeitig mit anderen Toolbox-Auswahlen verwendet werden.
  6. Wählen Sie die Auto-Tracking -Funktion in der Software zum Aufzeichnen von zeitlichen Position und Geschwindigkeitsdaten. Beim Tracking ist unterbrochen durch Mangel an Klarheit in das video, Verwendung manueller tracking bis Klarheit erreicht ist und Auto-Tracking wird fortgesetzt.

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Representative Results

Dies etablierte Protokolle ermöglichen die Einhaltung der Worthington Jets aus vertikalen Auswirkungen über eine Reihe von Weber-Nummern Equation 5 wie in Abbildung 2 czu sehen. Diese Ergebnisse erscheinen in Watson Et Al.1, die für die genaue experimentelle Bedingungen verwendet, um die enthaltenen Daten produzieren verwiesen werden kann. Wir konzentrieren uns auf dem schmalen länglichen Film von Flüssigkeit ragt über die freie Oberfläche der Flüssigkeit. In Abbildung 3 zeigen wir, dass eine magere Menge Stoff plantschen verstärkt, während ausreichend Schichtung Spritzen wieder dämpft. Ergebnisse sind nicht dimensionalized mit der Kugeldurchmesser D , wie in Abb. 3 bzu sehen.

Wir zeigen das Verhältnis zwischen nicht-dimensionalized Hohlraum Eigenschaften wie Hohlraumtiefe Equation 6 , Spritzen Krone Höhe Equation 7 , Hohlraum Breite Equation 8 und Weber Anzahl Equation 9 in Abbildung 4a-d. Ergebnisse werden mit einer frontalen High-Speed-Kamera in einer gut beleuchteten Umgebung erfasst. Eine repräsentative Kameraansicht ist in Abbildung 2 bgesehen. Über den Bereich der experimentellen Equation 5 in Abbildung 4Dimensionen von Hohlräumen erstellt durch eine Kugel, die Auswirkungen auf eine einlagige Gewebe zeigen wenig Variation.

Wir betrachten die Flugbahn der Kugeln nach dem Aufprall mit den Grenzflächen Oberfläche und zeitlichen Position Streckendaten bis Hohlraum Prise aus auftritt, wie in Abbildung 5azu sehen. Wir glätten Sie dann die Daten mit einem Savitzky-Golay Filter11 , die Auswirkungen des experimentellen Lärms vor numerische Differenzierung zu entfernen. Die daraus resultierende Velocity-Kurven in Abbildung 5 b sind wieder geglättet vor numerische Differenzierung für den Erhalt der Equation 10 für Kraft-Analyse erforderlich.

Figure 1
Abbildung 1: Schaltplan des experimentellen Aufbaus. (ein) High-Speed-Kameras erfassen frontale und Gemeinkosten Ansichten mit diffusen Beleuchtung über die frontale Kamera positioniert. Der Schalter ist optional, angesichts der Verfügbarkeit von manuellen Kontrollen im video-Recording-Software auf dem Computer. (b) Fotosequenz hydrophilen Bereich Auswirkungen auf einer dünnen durchlässig Stoff oben auf die Flüssigkeit, gefilmt mit der obenliegenden Kamera. Ein schwarzer Punkt wird verwendet, um keine Drehung beim freien Fall zu gewährleisten. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2: Visualisierung für hydrophobe Bereich Auswirkungen auf eine unveränderte Oberfläche Spritzen. Die Fotosequenz zeigt (ein) Eindringen von Wasser, (b) Spritzen Krone Himmelfahrt und Lufteinschlüsse, (c) Bildung und (d) Jet Worthington Jet Trennung für eine repräsentative Splash. Kugel hat Aufprallgeschwindigkeit von Equation 11 m/s. Ein Meter Stock wird verwendet, um Messungen innerhalb des video-Analyse-Tools, zum Spritzen Krone Höhe messen kalibrieren Equation 12 , Hohlraum Breite Equation 13 , Hohlraumtiefe Equation 14 Trennung Winkel Equation 15 und Worthington Jet Höhe Equation 16 . Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 3
Abbildung 3. Höhen über Weber Anzahl Spritzen (Equation 17). (ein) Worthington Jet Höhe Equation 18 vs. Equation 5 , mit Equation 19 vs. Equation 5 in (b) gezeigt. Anzahl vor "Ply" bezeichnet die Schichten des Gewebes. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4. Variation der Kavität Abmessungen über Weber zahlen. Beziehung zwischen Equation 5 und die (eine) Trennung Winkel Equation 20 , Hohlraumtiefe (b) Equation 21 , (c) Splash Krone Höhe Equation 12 , und (d) Hohlraum Breite Equation 13 . Eigenschaften sind nicht dimensionalized hinsichtlich der Kugeldurchmesser, Equation 22 . Fehlerbalken kennzeichnen Standardabweichung für den Durchschnitt der fünf Studien an jedem Punkt. Abbildung wird von Watson Et Al.1geändert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 5
Abbildung 5. Repräsentative Kinematik der Kugel während Unterwasser Abstiegs. Zeitliche Spuren von (einem) senkrecht Equation 23 und (b) Geschwindigkeit Equation 24 für Auswirkungen auf die Kugeln mit 0 - bis 4-Lagen Stoff oben auf dem Wasser. Bahnen sind nicht im Sinne der Kugeldurchmesser dimensionalized Equation 22 und Geschwindigkeit beeinflussen Equation 25 bzw.. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Discussion

Dieses Protokoll beschreibt die Versuchsplanung und best Practices für Untersuchungen der frei fallende Kugeln auf ein tief flüssigen Pool. Wir beginnen mit Hervorhebung der notwendigen Schritte zur Konfiguration des Experiments für vertikale Auswirkungen. Es ist wichtig, eine ideale Splash-Umgebung mit einer ausreichend großen Splash Zone erstellen, so dass Wandeffekte vernachlässigbar9und eine geeignete visuelle Skala für die Gewinnung von Kinematik12,13,14 sind ,15,16,17,18,19,20,21. Während Stoßdämpfer aus überschüssigen Labormaterialien improvisiert werden kann, müssen sie vor dem Experiment mit Wasser und einem geeigneten Schmutz entfernen Agent desinfiziert werden. Nichtbeachtung der Stoßdämpfer und der Tank reinigen kann zur Einführung von Verunreinigungen während eines Experiments führen und Splash Eigenschaften. In der Literatur gibt es einen Mangel an Details betreffend Wartung der experimentellen Sauberkeit und als solche im vorliegenden Artikel werden Leitlinien für den Erhalt der Eintrag Studien konsistente Ergebnisse aus dem Wasser.

Die oben beschriebenen Techniken unterliegen tuning wie in früheren Studien zu sehen. Der Frühling betätigt Entriegelungsmechanismus eingesetzt von den Autoren kann mit Elektromagneten15 ersetzt werden, bei eisenhaltige Bereichen Verwendung. Die einfache Handhabung der Methode wird verbessert, wenn High-Speed-Kameras eingestellt werden automatisch auslösen, nachdem Kugeln durch Photozellen fallen12 oder Infrarot löst22,23, aber diese zusätzliche Komplexität. Impaktor Oberflächenbehandlungen Benetzbarkeit steuern können auch erfolgen, mit strenger Ansätze wie in Duez Et Al.8zu sehen. Beispielsweise erzielen Kugeln mit Octyltriethoxysilane veredelt, mit Isopropanol gespült und in einem Ofen bei 90 ° C erhitzt Super-Hydrophobie8. Das Protokoll kann weiter für verbesserte Hohlraum Visualisierung durch den Austausch des schwarzen Bildschirms (siehe Abbildung 1a) mit Hintergrundbeleuchtung, wodurch Hohlraum Eigenschaften stärker ausgeprägt3abgestimmt werden.

Darauf sollte geachtet werden, wenn zeitliche Kinematik für theoretische Untersuchungen in Betracht. Zeitlichen Position Titel erfordern Glättung vor numerische Differenzierung1,3,15aber weniger Verzerrungen als für Geschwindigkeit Tracks zu präsentieren. Savitzky-Golay Filter führt eine polynomiale Regression auf einen Wertebereich gleichmäßig verteilt um den geglätteten Wert für jeden Punkt bestimmen und kann mehr treu pflegen eine Spur hervorstechenden Merkmale11. Für die Verfolgung von Position Kugel, bewahrt ein zweiten Grades Polynom innerhalb der Savitzky-Golay Filter hervorstechenden Merkmale der Strecke beim experimentellen Rauschen entfernen. Zu guter Letzt haben Forscher Wahl der beweglichen durchschnittliche Spanne des Filters, die so klein wie möglich sein sollte, während Sie noch das gewünschte Glättung zu erreichen.

Das etablierte Protokoll beschränkt sich nicht auf die Liste der hier vorgestellten Materialien und in einem größeren Maßstab erzeugen höhere Aufprallgeschwindigkeiten und erhöhte Reichweite der dimensionslose Parameter, die ein gutes Omen für die Übersetzung Ergebnisse zu Marine durchgeführt werden kann und Industrieanwendungen.

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Disclosures

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Acknowledgments

Die Autoren möchten der College of Engineering and Computer Sciences (Mel) an der University of Central Florida für die Finanzierung dieses Projektes Joshua Bom und Chris Souchik für Splash Bilder und Nicholas Smith für wertvolles Feedback zu erkennen.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3D Printer FlashForge Creator Pro Dual Extrusion
Alcohol Swan M314 99% Isopropyl
BNC Cables Thorlabs 2249-C-24
Caliper Anytime Tools 203185 Dial
Camera Photron Mini AX-100 16GB Ram
Computer Dell Windows 7 Pro
Fabric Georgia Pacific 19378 Toilet Paper
Fabric Kleenex 10036000478478 Tissue
Laser Cutter Glowforge Basic
Lights GS Vitec LT-V9-15 Multi-LED
Microscope Keyence VHX-900F Digital
Retort Stand VWR VWRF08530.083
Router ASUS RT-N12 Off Network
Ruler Westcott 10432 Meter Ruler
Software Open-Source Tracker Video Analysis
Software Photron Fastcam Viewer Video Recording
Sphere Amazon 8DELSET Delrin
Spray Rust-Oleum 274232 Water Repelling
Surfactant Dawn 37000973782 Liquid Soap
Surfactant USP Kosher 5 Gallons Glycerin
Tensile Tester MTS Model 42
Trigger Switch Custom Made
Water Tank Mr. Aqua MA-730 Non-Tempered Glass

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References

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