Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Effekterna av fritt sfärer på en djupt flytande Pool med förändrad vätske- och slaganordningens ytförhållanden

Published: February 17, 2019 doi: 10.3791/59300

Summary

Detta protokoll visar den grundläggande experimentella konfigurationen för vatten inträde experiment med fritt sfärer. Metoder för modifiering av flytande ytan med genomträngliga tyger, beredning av kemiskt icke-vätning sfärer och steg för splash visualisering och data utvinning diskuteras.

Abstract

Vertikala effekter av sfärer på rent vatten har varit föremål för talrika vatten inträde utredningar kännetecknar hålighet bildandet, splash crown uppstigning och Worthington jet stabilitet. Här, fastställa vi experimentella protokoll för att pröva splash dynamics när smidigt upp sfärer av varierande Vätbarheten, massan och diametern inverkan gratis ytan av en djupt flytande pool som modifierats av tunn genomträngliga tyger och flytande tensider. Vatten inträde utredningar ge tillgänglig, lätt monterade och utförda experiment för att studera komplexa strömningsmekanik. Vi presenterar häri ett avstämbara protokoll för kännetecknar splash höjd, flöde separation mätvärden, och slaganordningens kinematik och representativa resultat som kan förvärvas om reproducera vår strategi. Metoderna är tillämpliga när karakteristiska splash dimensioner ligga under ca 0,5 m. Detta protokoll kan dock vara anpassade för större Slaganordningen release höjder och inverkan hastigheter, vilket bådar gott för att omsätta resultaten till sjö och industriapplikationer.

Introduction

Karakterisering av splash dynamics uppkommer vertikala effekter av fasta föremål på en djupt flytande pool1 är tillämplig på militär-, sjö- och industriella applikationer såsom ballistiska missiler intrade och havet vattenytan landning2, 3,4,5. De första studierna av vatten posten genomfördes väl mer än ett sekel sedan6,7. Här, upprättar vi klart djupgående protokoll och bästa praxis för att uppnå konsekventa resultat för vatten inträde utredningar. För att underlätta giltig experimentell design, presenteras en metod för underhåll av sanitära förhållanden, ändring av gränsskiktspänning villkor, kontroll av dimensionslösa parametrar, kemisk modifiering av kollisionsblocket yta och visualisering av splash kinematik.

Vertikala effekterna av fritt hydrofil sfärer på den quiescent vätskan visar inga tecken på luftinneslutning vid låga hastigheter8. Vi tycker att placeringen av tunn genomträngliga tyger ovanpå flytande ytan orsakar hålighet bildning på grund av påtvingad flöde separation1. En mager mängd tyg på ytan förstärker stänk över en rad moderata Weber siffror medan tillräckligt skiktning dämpar stänk som sfärer övervinna drar vätska inträde1. I den här artikeln förklarar vi protokoll som är lämpliga för att fastställa effekterna av materiella styrka på posten vatten hydrofil sfärer.

Hålighet bildar stänk från hydrofoba slagkvarnar Visa Uppstigningen av välutvecklade splash krona, följt av den utskjutande delen av primära jet högt ovanför ytan jämfört med deras vatten-tycke motsvarigheter8. Här presenterar vi en strategi för att uppnå vattenavvisande genom kemiskt ändrar ytan av hydrofil sfärer.

Med tillkomsten av höghastighets kameror, har splash visualisering och karakterisering blivit mer uppnåeliga. Trots detta kallar etablerade standarder inom området för användning av en enda kamera ortogonal mot den primära axeln av resor. Vi visar att användning av en ytterligare höghastighetskamera för overhead vyer är nödvändigt att behandla sfärer strike den tilltänkta platsen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Konfigurera experimentet för vertikala effekter

  1. Fyll en transparent vattentank mått ca 60 cm x 30 cm x 36 cm (längd x vikt x djup) med 32 L vatten och montera en mätare linjal ('visuell skala') vertikalt inuti behållaren så att basen sitter ovanpå vätskan, som kan ses i figur 1a.
    Obs: Djup och bredd av tanken måste vara större än 20 gånger diametern på de största områdena som används i försöket till att väggen effekter försumbar9. Större post hastigheter än de som beskrivs här kommer att kräva större tank djup. Den visuella skalan som används för att bestämma fallhöjderna och kalibrering mjukvara diskuteras i avsnitt 7.
  2. Placera en extra mätare härskare under vattnet, som kan agera för att förstora dimensioner. Denna visuella skalan används för att kalibrera mjukvara för undervattens mätningar.
  3. Konstruera en ledad plattform ('frisättningsmekanismen') som avbryter sfärer ovanför vätskan och roterar nedåt, för att uppnå tangentiell acceleration större än tyngdkraften på slaganordningens plats när den släpps, vilket kan ses i figur 1a. Snabb rotation uppnås genom att ansluta den nedfällbara plattformen till mitten av stödjande komponenten med hjälp av elastiska band. Resultatet är en rotlös och icke-roterande provkropp.
    Obs: Plattformen är enkelt tillverkade med 3D-skrivare.
  4. För påverkan prövningar, placera tummen för att basera av gångjärn plattform och rotera den 90° till horisontellt läge för placering av sfärer ovanför vätskan.
    Obs: Returgående fas utlöses när tummen är utsläppt från basen av plattformen.
  5. Anbringa frisättningsmekanismen till en retorten stå, så att enheten kan anpassas till olika höjder.
  6. Plats retorten stå bredvid tanken sådant att frisättningsmekanismen ligger inom samma djupplan som visuella skalan. Lägga till en vikt på basen av retorten stativet som behövs för att förhindra att störta.
  7. Justera release mekanism till den högsta önskade experimentella fallhöjden. Detta är nödvändigt för optimal splash visualisering som diskuteras i avsnitt 6 och säkerställer splash egenskaper av intresse är alltid inom ramen visning på kameran.
  8. Bifoga en multi LED-ljus till en ledad arm så att ljuset är monterad ovanför kameran, titta ner på zonen splash. Omgivande ljus ensam är otillräckliga för att lysa upp scenen med de höga bildrutehastigheter behövs för att extrahera splash kinematik.
    Obs: Man kan aldrig ha för mycket ljus.
  9. Placera en svart skärm på baksidan vattentanken till stöd splash och hålighet visualisering som kan ses i figur 2.
  10. Placera en glas-skydda stötdämpare, såsom en slutna celler svamp, längst ned i vattentanken och fäster med vikter att förhindra resurfacing.
    Obs: Höjden av vätskan i behållaren skall vara sådan att klotet inte interagerar med stötdämpare före air hålighet nypa bort10.

2. Kontrollera dimensionslösa parametrar

  1. Genomföra experiment med smidig sfärer av olika massorna och diametrar. För detta polyoxymetylen (t.ex. Delrin) mynt-making bollar fungerar särskilt väl och har ingen mögel del linje. Mäta massorna och diametrar med Analysvåg och skjutmått respektive.
  2. Genomföra experiment över en rad höjder H att generera inverkan hastigheter Equation 1 där Equation 2 m/s2 är acceleration beroende på tyngdkraften. Mät höjden med visuella skalan inom ramen kamera.
    Obs: Använd funktionen Auto-Tracking i verktyget video analys som diskuteras i avsnitt 7 för att mäta inverkan hastigheter.
  3. Genomföra experiment med flytande blandningar av vatten och lämplig tensider (glycerin eller tvål) att ändra ytspänning. Mäta ytspänning med en surface tensiometer.
  4. Beräkna Reynoldstal Equation 3 och Weber nummer Equation 4 , där ρ är densiteten av vätska, D är sfär diameter, μ är dynamisk viskositet fluid och σ ytspänningen av vätska.

3. upprätthålla sanitära experimentella förhållanden

  1. Genomföra experiment med industriella nitrilhandskar och hämta sfärer från vattentanken med en sanerad scoop.
    FÖRSIKTIGHET: Huden naturligt producerar oljor som kan påverka Vätbarheten hos preparat av slagkvarnar och förorena vätska villkor.
  2. Rengöra sfärernas med 99% isopropylalkohol och låt torka i 1 min mellan försök att utesluta påverkan av föroreningar.
  3. Om du använder tyger som sönder under påverkan, ersätta vattnet i tanken efter varje rättegång om scraps inte kan samlas in manuellt.
  4. Vid slutet av experimentet, Töm tanken och låt den torka.
  5. Innan ett experiment, ren tanken med vatten för att avlägsna orenheter.

4. skiktning ytan med genomträngliga tyger

  1. Separera tyget i fyrkantiga eller runda plies inför inverkan prövningar. Använd ett skjutmått för att få komprimerad tjockleken på tyget.
    Obs: Tygtjocklek ändras när det är vått.
  2. Försiktigt vila torra tyget ovanpå ytan av den flytande poolen. Se till att skikten inte påbörja nedstigningen innan Slaganordningen release och ersätta tyger omedelbart efter kollision.
  3. Använda en sanerad scoop för att placera tyget under den svängbara plattformen innan du släpper sfärer.
  4. (Valfritt) Genomföra följande tester med ett tygprov för materialkarakterisering.
    1. Utföra tensile tester använder en tensile tester för att bestämma elasticitetsmodulen av provet.
    2. Använda en digital Mikroskop att få en mikroskopisk bild av tyget och fastställa fiberlängd använder ett avbildningsverktyg.

5. Förbered kemiskt hydrofoba sfärer

  1. Spray den hydrofoba basen coat ca 15 – 30 cm från sphere ytan. Undvik blötläggning ytan. Låt den torka i 1\u20122 min innan du lägger till ytterligare beläggningar. Applicera två mer bas lager. Låt det torka i 30 min innan du applicerar topplacket.
    Obs: Antalet ytterligare yta kan variera baserat på rekommendationer från tillverkaren.
  2. Spray den hydrofoba top coat ca 15 – 30 cm från ytan. Undvik blötläggning ytan. Låt det torka i 1 – 2 min innan du lägger till ytterligare beläggningar. Applicera två eller tre mer beläggningar av topplack. Låt torka i 30 min för lätt användning och 12 h för full användning.
    Obs: Antalet ytterligare yta skikt kan variera baserat på rekommendationer från tillverkaren.
  3. Efter ungefärligt 20 prövningar, blir hydrofoba beläggning nedsatt på grund av överdriven hantering. Ta bort beläggningen med 99% isopropylalkohol och upprepa steg 5.1 och 5.2.

6. Synkronisera kameror för splash visualisering

  1. Placera en höghastighetskamera med en lämplig lins vinkelrät mot påverkan och i linje med ytan av vätskan.
    Obs: En 55 mm förstklassigt objektiv ger en bra utgångspunkt.
  2. Tyger som skall användas, lägga till en ytterligare höghastighetskamera till försöket att ge en uppifrån och ned Visa effekter, som kan ses i figur 1b.
  3. Synkronisera flera kameror till en dator med följande steg.
    1. Anslut båda utgångar av horisontella kameran båda ingångarna till ytterligare kameran med BNC kablar.
    2. Anslut växeln trigger till horisontella kameran bara.
    3. Anslut Ethernet-kablar från båda kamerorna i en off-nätverk router ansluten till datorn.
      Obs: I avsaknad av en router, Anslut Ethernet-kablar av kameror till separata datorer.
  4. I video förvärv programvara, konfigurera kamerorna med följande inställningar. Inställt minst 1000 fps bildhastighet, ställa in skärmupplösningen till önskad upplösning. Ställa in slutartiden till 1 per bildruta andra och ange trigger-läge till slut.
  5. Från högsta release höjd, genomföra en serie tester för att säkerställa att Worthington jets inom videobildrutan.
  6. Justera kameraposition och fokus med detta tills önskad visualisering kvaliteten uppnås.
  7. Efter inspelningen, extrahera kinematisk och geometriska mätningar från videoklipp med hjälp av en lämplig video analysverktyg. Använda Tracker, en öppen källkod analysverktyg eller programvara av jämförande kapacitet.

7. digitalisering inverkan kinematik med tracker-programvaran

  1. Välj kalibrering stick från verktygslådan Tracker och matchar det visuella skalan (figur 2a), att minnet så länge som möjligt.
  2. Klicka på kalibrering stick och skalning värdet till längden på den visuella skalan som korsas av pinnen. Det vill säga om kalibrering minnet sträcker sig 1 cm på visuell skala, ange skalning värdet till 1.
    Obs: Detta garanterar mätningarna från programvara är i storleksordningen centimeter.
  3. Växla mellan uppspelning av video genom att klicka på start och stopp och ställa in video till önskad bildruta.
  4. Välj mäta stick från verktygslådan Tracker och extrahera splash kronan höjd k, hålighet bredd b, hålighet djup loch Worthington jet höjd h, som kan ses i figur 2b,c.
    Obs: Måttstock är justerbar i båda ändar och kan användas samtidigt med andra verktygslåda val.
  5. Välj gradskiva från verktygslådan Tracker och mäta separation vinkel q av vätska med avseende på provkroppen, som kan ses i figur 2b. Gradskiva är justerbar i båda ändar och kan användas samtidigt med andra verktygslåda val.
  6. Välj funktionen Auto-Tracking i att programvaran kan registrera temporala position och hastighet data. När spårning är avbruten på grund av bristen på tydlighet i den video, Använd manuell spårning tills tydlighet erhålls och auto-tracking återupptas.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Detta etablerat protokoll kan för iakttagandet av Worthington jets följd vertikala effekter över ett utbud av Weber numrerar Equation 5 som kan ses i figur 2 c. Dessa resultat publiceras i Watson et al.1, som kan refereras för de exakta försöksbetingelser som används för att producera de data som presenteras häri. Vi fokuserar på den smala avlånga filmen av vätska sticker ut ovanför den fria vätskeytan. I figur 3 visar vi en mager mängd tyg förstärker stänk medan tillräckligt skiktning dämpar stänk tillbaka. Resultaten är icke-dimensionalized använder sfär diametern D som kan ses i figur 3b.

Vi visar förhållandet mellan icke-dimensionalized hålighet egenskaper såsom hålighet djup Equation 6 , plaska kronan höjd Equation 7 , hålighet bredd Equation 8 och Weber antal Equation 9 i figur 4a-d. Resultat fångas med en frontal höghastighets kamera i en väl upplyst miljö. En representativ kameravy ses i figur 2b. Över hela skalan av experimentella Equation 5 i figur 4, dimensioner av håligheter skapad av en sfär som påverkar en enkel lager av tyg visar lite variation.

Banan för sfärer anser vi efter effekt med gränsskiktspänning ytan och spåra tidsmässiga ställning data tills hålrummet nypa bort uppstår som kan ses i figur 5a. Vi släta sedan data med en Savitzky-Golay filter11 att ta bort effekterna av experimentella buller före numerisk differentiering. De resulterande velocity kurvorna i Figur 5b jämnas igen före numerisk differentiering för att erhålla Equation 10 behövs för att styrka analys.

Figure 1
Figur 1. Schematiska av experimentella installationen. (en) höghastighets kameror fånga frontal och overhead visningar med diffus belysning placerad ovanför främre kameran. Utlösa brytaren är valfritt, ges tillgång till manuella kontroller i videoinspelning programvara på datorn. (b) bild sekvens av hydrofil sfär inverkan på en tunn genomträngliga tyg ovanpå vätskan, filmad med overhead-kamera. En svart punkt används för att säkerställa ingen rotation som är närvarande under fritt fall. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2. Splash visualisering för hydrofoba sfär inverkan på en oförändrat yta. Sekvensen foto visar (en) vatten inresa, (b) splash crown uppstigning och air-entrapment, (c), Worthington jet bildning och, (d) jet upplösningen för en representativ splash. Sfären har islaghastighet på Equation 11 m/s. En mätare pinne används för att kalibrera mätningar inom verktyget videoanalys, används för att mäta splash kronan höjd Equation 12 , hålighet bredd Equation 13 , hålighet djup Equation 14 separation vinkel Equation 15 och Worthington jet höjd Equation 16 . Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3. Splash höjder över Weber antal (Equation 17). (en) Worthington jet höjd Equation 18 vs Equation 5 , med Equation 19 vs. Equation 5 visas i (b). Nummer före ”Ply” betecknar lager av tyg. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4. Variant av hålighet mått på Weber nummer. Relationen mellan Equation 5 och (en) separation vinkeln Equation 20 , (b) hålighet djup Equation 21 , (c) splash kronan höjd Equation 12 , och (d) hålighet bredd Equation 13 . Boenden är icke-dimensionalized i form av sfär diameter, Equation 22 . Felstaplar beteckna standardavvikelsen för medelvärdet av fem studier vid varje punkt. Figuren är modifierad från Watson et al.1. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 5
Figur 5. Representativa kinematik av sfär under undervattens härkomst. Temporal spår av (en) vertikal position Equation 23 och (b) velocity Equation 24 för påverkar sfärer med 0 - till 4-lager av tyg ovanpå vattnet. Banor är icke-dimensionalized i form av sfär diameter, Equation 22 och påverka velocity Equation 25 respektive. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Det här protokollet beskriver experimentell design och bästa praxis för undersökningar av fritt sfärer på en djupt flytande pool. Vi börjar med att lyfta fram stegen som krävs för att konfigurera experimentet för vertikala effekter. Det är viktigt att skapa en idealisk splash miljö med användning av en tillräckligt stor splash zon så att väggen effekter är försumbar9och en lämplig visuell skala för att extrahera kinematik12,13,14 ,15,16,17,18,19,20,21. Medan stötdämpare kan vara improviserat från överflödigt lab material, måste de saneras innan experimentet med vatten och en lämplig smuts bort agent. Underlåtenhet att rengöra stötdämpare och tanken kan leda till införandet av föroreningar under ett experiment och förändra splash egenskaper. I litteraturen, det finns en brist på information om underhåll av experimentella renlighet och som sådan, denna artikel presenterar riktlinjer för att få konsekventa resultat från vatten inträde prövningar.

De tekniker som beskrivs ovan omfattas tuning sett i tidigare studier. Våren-manövrerad frisättningsmekanismen anställd av författarna kan ersättas med elektromagneter15 när du använder järnhaltiga sfärer. Användarvänlighet av metoden förbättras när höghastighets kameror är inställda att automatiskt utlösa efter kulorna faller genom fotoceller12 eller infraröd utlöser22,23, men dessa lägga till komplexiteten. Slaganordningen ytbehandlingar att styra Vätbarheten kan också göras med hjälp av mer rigorösa metoder som sett i Duez et al.8. Till exempel, uppnå sfärer ympade med octyltriethoxysilane, sköljas med isopropylalkohol och värms i en ugn vid 90 ° C super-vattenavvisande egenskaper8. Protokollet kan trimmas ytterligare för förbättrad hålighet visualisering genom att ersätta skärmen svart (visas i figur 1a) med bakgrundsbelysning, vilket gör hålighet funktioner mer uttalad3.

Försiktighet bör iakttas när man överväger temporal kinematik för teoretiska utredningar. Tidsmässiga ställning spår presentera mindre distorsion än för velocity spår men kräver utjämning före numerisk differentiering1,3,15. Savitzky-Golay filtret utför en polynomial regression på en rad jämnt fördelade värden att bestämma utjämnade värdet för varje punkt och kan mer troget behålla ett spårs framträdande dragen11. För att spåra sfär position, bevarar en andra gradens polynom inom Savitzky-Golay filtret spårets framträdande dragen medan du tar bort experimentella buller. Forskare har slutligen valet av den rörliga genomsnittliga spännvidd av filtret, som bör vara så liten som möjligt samtidigt fortfarande uppnå önskad nivå av utjämning.

Etablerade protokollet inte är begränsad till listan över material som presenteras här och kan genomföras i större skala att generera större inverkan hastigheter och ökad rad dimensionslösa parametrar vilket bådar gott för att omsätta resultaten till sjö och industriapplikationer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har något att avslöja.

Acknowledgments

Författarna vill erkänna College of Engineering och dator vetenskaper (östeuropeiska länder) vid University of Central Florida för att finansiera detta projekt, Joshua Bom och Chris Souchik för splash bildspråk och Nicholas Smith för värdefulla synpunkter.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Watson, D. A., Stephen, J. L., Dickerson, A. K. Jet amplification and cavity formation induced by penetrable fabrics in hydrophilic sphere entry. Physics of Fluids. 30, 082109 (2018).
  2. Truscott, T. T. Cavity dynamics of water entry for spheres and ballistic projectiles. , Massachusetts Institute of Technology. Doctor of Philosophy Thesis (2009).
  3. Truscott, T., Techet, A. Water entry of spinning spheres. Journal of Fluid Mechanics. 625, 135 (2009).
  4. Techet, A., Truscott, T. Water entry of spinning hydrophobic and hydrophilic spheres. Journal of Fluids and Structures. , 716 (2011).
  5. Zhao, S., Wei, C., Cong, W. Numerical investigation of water entry of half hydrophilic and half hydrophobic spheres. Mathematical Problems in Engineering. 2016, 1-15 (2016).
  6. Worthington, A. M., Cole, R. S. Impact with a liquid surface studied by the aid of instantaneous photography. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 137, 137 (1897).
  7. Worthington, A. M., Cole, R. S. Impact with a liquid surface studied by the aid of instantaneous photography. Paper II. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. , 175 (1900).
  8. Duez, C., Ybert, C., Clanet, C., Bocquet, L. Making a splash with water repellency. Nature Physics. 3, 180-183 (2007).
  9. Tan, B. C. W., Thomas, P. J. Influence of an upper layer liquid on the phenomena and cavity formation associated with the entry of solid spheres into a stratified two-layer system of immiscible liquids. Physics of Fluids. 30, 064104 (2018).
  10. Shin, J., McMahon, T. A. The tuning of a splash. Physics of Fluids. 2, 1312-1317 (1990).
  11. Krishnan, S. R., Seelamantula, C. S. On the selection of optimum Savitzky-Golay filters. IEEE Transactions on Signal Processing. 61, 380-391 (2013).
  12. Cheny, J., Walters, K. Extravagant viscoelastic effects in the Worthington jet experiment. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. 67, 125-135 (1996).
  13. Castillo-Orozco, E., Davanlou, A., Choudhur, P. K., Kumar, R. Droplet impact on deep liquid pools: Rayleigh jet to formation of secondary droplets. Physical Review E. 92, (2015).
  14. Aristoff, J. M., Truscott, T. T., Techet, A. H., Bush, J. W. M. The water entry cavity formed by low bond number impacts. Physics of Fluids. 20, 091111 (2008).
  15. Aristoff, J., Bush, J. Water entry of small hydrophobic spheres. Journal of Fluid Mechanics. 619, 45-78 (2009).
  16. Aristoff, J., Truscott, T., Techet, A., Bush, J. The water entry of decelerating spheres. Physics of Fluids. 22, (2010).
  17. Truscott, T., Epps, B., Techet, A. Unsteady forces on spheres during free-surface water entry. Journal of Fluid Mechanics. 704, 173-210 (2012).
  18. Truscott, T. T., Epps, B. P., Belden, J. Water entry of projectiles. Annual Review of Fluid Mechanics. 46, 355-378 (2013).
  19. Gekle, S., Gordillo, J. M. Generation and breakup of Worthington jets after cavity collapse part 1. Journal of Fluid Mechanics. 663, 293-330 (2010).
  20. Cross, R., Lindsey, C. Measuring the drag force on a falling ball. The Physics Teacher. 169, (2014).
  21. Cross, R. Vertical impact of a sphere falling into water. The Physics Teacher. , 153 (2016).
  22. Dickerson, A. K., Shankles, P., Madhavan, N., Hu, D. L. Mosquitoes survive raindrop collisions by virtue of their low mass. Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (25), 9822-9827 (2012).
  23. Dickerson, A. K., Shankles, P., Hu, D. L. Raindrops push and splash flying insects. Physics of Fluids. 26, 02710 (2014).

Tags

Teknisk fråga 144 hålighet bildandet fluiddynamik hydrofil hydrofoba protokoll stänk vatten inträde vätning Worthington jet
Effekterna av fritt sfärer på en djupt flytande Pool med förändrad vätske- och slaganordningens ytförhållanden
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Watson, D. A., Stephen, J. L.,More

Watson, D. A., Stephen, J. L., Dickerson, A. K. Impacts of Free-falling Spheres on a Deep Liquid Pool with Altered Fluid and Impactor Surface Conditions. J. Vis. Exp. (144), e59300, doi:10.3791/59300 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter