Free-falling 분야 변경 및 충돌 표면 상태와 깊은 액체 수영장에의 영향

요약

이 프로토콜에서는 물 항목 실험 free-falling 분야에 대 한 기본 실험 구성을 보여 줍니다. 꿰 뚫을 수 직물 표면에 액체의 변경, 화학적으로 비 일로 분야의 준비에 대 한 방법 및 스플래시 시각화 및 데이터 추출에 대 한 단계는 설명 합니다.

초록

깨끗 한 물에 분야의 수직 충격 구멍 형성을 특성화 하는 수많은 물 항목 조사의 주제, 스플래시 크라운 승천 및 워싱턴 제트 안정성. 여기, 우리는 부드러운 free-falling 다양 한 습윤, 질량, 및 직경 영향의 구체 꿰 뚫을 수 얇은 직물 및 액체 계면 활성 제에 의해 수정 깊은 액체 수영장의 무료 표면 때 스플래시 역학 조사 하기 위한 실험 프로토콜을 설정 합니다. 물 항목 조사 복잡 한 유체 역학 공부에 대 한 액세스, 쉽게 조립 하 고 실행 된 실험을 제공 합니다. 선물이 여기 스플래쉬 높이, 흐름 분리 통계, 및 충돌 운동학, 및 우리의 접근을 재현 하는 경우 얻을 수 있는 대표적인 결과 특성화에 대 한 조정할 수 있는 프로토콜. 메서드 특성 시작 크기는 약 0.5 m 남아 때 적용 됩니다. 그러나,이 프로토콜 수 있습니다 큰 충돌 릴리스 높이 충격 속도 맞게는 결과 해군을 위해 잘 augurs 및 산업 응용 프로그램.

서론

깊은 액체 수영장¹ 솔리드 객체의 수직 충격에서 발생 하는 스플래시 역학의 특성은 탄도 미사일 물 항목 및 바다 표면^{2, 방문 등 군사, 해군 및 산업 응용 프로그램에 적용 3,,45}. 물 항목의 첫 번째 연구는 잘 한 세기 이상 전에 실시 했다^6,7. 여기, 우리는 분명 깊이 있는 프로토콜 및 물 항목 조사에 대 한 일관 된 결과 달성 하기 위한 유용한 설정 합니다. 올바른 실험 설계를 돕기 위해 메서드는 위생 조건의 유지 보수, 계면 조건의 변경, 크기가 없는 매개 변수 제어, 충돌의 화학 수정 및 스플래시 운동학의 시각화에 대 한 제공 됩니다.

정지 유체에 free-falling 친수성 분야의 수직 영향 낮은 속도⁸에서 공기 함정의 흔적을 보여줍니다. 우리는 액체 표면 위에 얇은 꿰 뚫을 수 직물의 배치 때문에 강제 흐름....

프로토콜

1. 구성 수직 영향에 대 한 실험

1. 크기 약 60 cm의 투명 한 물 탱크 채우기 x 30 cm x 36 c m (길이 무게 x x 깊이) 물 32 l 그림 1a에서 보듯이 기지 꼭대기에 앉아 있다, 액체는 컨테이너 안에 수직 미터 통치자 ('비주얼 규모')를 탑재.
   참고: 깊이 너비는 탱크의 20 배 벽 효과 무시할 수⁹를 실험에 사용 하는 가장 큰 분야의 지름 보다 큰 해야 합니다. 그는 여기서 설명 하는 보다 큰 항목 속도 더 탱크 깊이 필요 합니다. 드롭 높이 소프트웨어를 추적의 보정을 확인 하는 데 사용 하는 시각적 규모 섹션 7에에서 설명 되어 있습니다.
2. 장소 크기를 확대 하는 역할을 수 있는 물 아래 추가 미터 통치자. 이 시각적 규모 추적 소프트웨어 수 중 측정을 위한 보정에 사용 됩니다.
3. 액체 위에 구체를 일시 중단 하 고 그림 1a에서 보듯이 접선 가속도, 충돌 위치에 중력 보다 큰 달성 하기 위해 아래쪽으로 회전 힌지 플랫폼 ('분리 장치')를 생성 합니다. 급속 한 회전 힌지 플랫폼 신축성 밴드를 사용 하 여 지원 구성의 중심을 연결 하 여 이루어집니다. 결과 지원....

결과

이 프로토콜 허용 범위의 베버 숫자 이상의 수직 충격에서 발생 하는 워싱턴 제트기의 준수에 대 한 설립 그림 2 c에서 보듯이. 이러한 결과 왓슨 외.¹여기에 소개 하는 데이터를 생성 하는 데 사용 하는 정확한 실험 조건에 대 한 참조 될 수 있습니다 게시 됩니다. 우리는 무료 액체 표면 위의 돌기 하는 액체의 좁은 길쭉한 영화에 집중 한다. 그림 3 우리는 직물의 빈약한 양을 증폭 튀는 충분 한 레이어 링 약하게 다시 시작 하는 동안 표시 됩니다. 결과 비-dimensionalized 그림 3b에서 보듯이 구체 직경 D 를 사용 하 여........

토론

이 프로토콜 실험 설계 및 깊은 액체 수영장에 free-falling 분야의 조사에 대 한 모범 사례에 설명합니다. 우리는 수직에 미치는 영향에 대 한 실험을 구성 하는 데 필요한 단계를 강조 표시 하 여 시작 합니다. 벽 효과 무시할 수⁹, 그리고 기구학^{12,13,14 추출에 대 한 적당 한 시각 규모는 충분히 큰 스플래시 영역 사용 하 여 이상적인 시작 환경을 만드는 것이 중요 하다 ,15,16,17,18,19}

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
3D 프린터	FlashForge	Creator Pro	이중 압출
알코올	Swan	M314	99% 이소프로필
BNC 케이블	Thorlabs	2249-C-24
캘리퍼스	언제든지 도구	203185다이얼
카메라	Photron	Mini AX-100	16GB Ram
컴퓨터	Dell	Windows 7 Pro
패브릭	조지아 퍼시픽	19378	화장지
패브릭	크리넥	10036000478478	티슈
레이저 커터	글로우포지	베이직
라이트	GS Vitec	LT-V9-15	멀티 LED
현미경	Keyence	VHX-900F	디지털
레토르트 스탠드	VWR	VWRF08530.083
라우터	ASUS	RT-N12	오프 네트워크
눈금자	Westcott	10432	미터 눈금자
소프트웨어	오픈 소스	추적기	비디오 분석
소프트웨어	Photron	Fastcam 뷰어	비디오 녹화
구	아마존	8DELSET	Delrin
스프레이	Rust-Oleum	274232	발수
계면 활성제	Dawn	37000973782	Liquid Soap
계면 활성제	USP 코셔	5 갤런	글리세린
인장 시험기	MTS	모델 42
트리거 스위치	맞춤형
물 탱크	Mr. Aqua	MA-730	비 강화 유리

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