Name: Düşen küreler değişmiş sıvı ve Impactor yüzey koşulları ile derin sıvı bir havuzu üzerinde etkileri (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-17T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 49 s
Description: Keşfedin serbest düşen kürelerle su girişi deneylerini, sıvı yüzeylerini değiştirip sıçrama görselleştirmesi yaparak. Bu yöntem katı cisimler ve sıvılar arasındaki arayüz etkileşimlerini anlamak için temel akışkanlar dinamiği araştırmalarına ışık tutar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar mühendislik ve Bilgisayar Bilimleri (CECS), merkezi bu proje finansmanı için Florida Üniversitesi Joshua Bom ve Chris Souchik sıçrama görüntü ve Nicholas Smith değerli geribildirim için kabul etmek istiyorum.

1. deneme dikey etkileri için yapılandırma
<ol><li>Şeffaf su haznesi boyutları yaklaşık 60 cm doldurmak x 30 cm x 36 cm (uzunluk x Ağırlık x derinlik) 32 L su ile ve Bankası sıvı oturur gibi kapsayıcı içinde dikey olarak metre cetvel ('görsel ölçek') Şekil 1a' görüldüğü gibi bağlarsınız. Not: Derinlik ve genişlik tank 20 kez denemeye ihmal edilebilir9duvar etkileri sağlamak için kullanılan en büyük Küre çapı büyük olması gerekir. O burada açıklanan irade daha büyük giriş hızı büyük tank derinliği gerektirir. Damla yükseklikleri ve izleme yazılımı kalibrasyonu belirlemek için kullanılan görsel ölçek 7 bölümünde açıklanır.</li>
	<li>Bir ek metre cetvel boyutlarını büyütmek için hareket edebilir suyun altına yerleştirin. Bu görsel ölçek takip yazılımı sualtı ölçümler için kalibre için kullanılır.</li>
	<li>Küreler sıvı yukarıda askıya alır ve teğet ivme yerçekimi Impactor yeri ne zaman serbest bırakmak, daha büyük Şekil 1a' görüldüğü gibi elde etmek için aşağıya doğru döner bir menteşeli platformu ('bırakma mekanizması') oluşturun. Hızlı dönüş lastikleri kullanarak destekleyici bileşen Merkezi için menteşeli platformu bağlanarak elde edilir. Desteklenmeyen ve dönmeyen Impactor sonucudur. Not: Platform kolayca 3D printerlere harcama maddeler ile imal edilmiştir.</li>
	<li>Etkisi denemeler için başparmak menteşeli platform taban ve küre sıvı üzerinde yerleşim için bir yatay konuma 90 ° döndürmek için yerleştirin. Not: geri çekme başparmak platform tabanından serbest bırakıldığında tetiklenir.</li>
	<li>Öyle ki aygıt-ebilmek var olmak ayarlamak için çeşitli yükseklikleri bırakma mekanizması bir imbik stand için yapıştırmayın.</li>
	<li>Yer imbik bırakma mekanizması görsel ölçek olarak aynı derinlik düzlem içinde öyle ki deponun yanında dur. Bir ağırlık imbik stand tabanına devrildiği önlemek için gerektiği gibi ekleyin.</li>
	<li>Bırakma mekanizması en çok istenilen deneysel bırakma yüksekliği ayarlayın. Bu 6 bölümünde açıklandığı gibi en iyi sıçrama görselleştirme için gereklidir ve sıçrama ilgi her zaman kameranın görüş çerçevesinde nelerdir sağlar.</li>
	<li>Sıçrama bölgesindesiniz seyir kamera yukarıda ışık monte öyle ki bir çok LED ışık eklem kolunu iliştirin. Ortam ışığı tek başına yetersiz yüksek kare hızları yerinde aydınlatmak sıçrama kinematik ayıklamak için gereklidir. Not: Bir asla çok fazla ışık olacak.</li>
	<li>Şekil 2' de görüldüğü gibi sıçrama ve boşluğu görselleştirme yardım etmek için su deposu arkasında siyah bir ekran yerleştirin.</li>
	<li>Bir cam koruyucu şok emici, kapalı hücreli sünger gibi su deposu ve ucu cilt soyma önlemek için ağırlıklar ile altına yerleştirin. Not: küre darbe emici hava boşluğuna çimdik10kapalı önce ile etkileşime girmez öyle ki içinde belgili tanımlık tank sıvı yüksekliği olmalıdır.</li>
</ol>2. kontrol etme boyutsuz parametreleri
<ol><li>Düz küreler çeşitli kitleler ve çapları ile deneyler. Bunun için polyoxymethylene (örneğin, Delrin) para yapma topları özellikle de iş ve hiçbir kalıp bölümü çizgi var. Kitleler ve çapları bir analitik dengesi ve Vernier kumpas ile sırasıyla ölçmek.</li>
	<li>Yükseklikleri H etkisi hızları oluşturmak için bir dizi üzerinde deneyler <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59300/59300eq1.jpg"> nerede <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/59300/59300eq2.jpg"> m/s2 yerçekimi nedeniyle ivme olduğunu. Yükseklik kamera çerçeve içinde görsel ölçek ölçmek. Not: video çözümleme aracı Otomatik izleme özelliğinde etkisi hızları ölçmek için 7 bölümünde açıklandığı gibi kullanın.</li>
	<li>Sıvı karışımları su ve yüzey gerilimi değiştirmek için uygun yüzey (örneğin, gliserin veya sabun) ile deneyler. Yüzey gerilimi ile yüzey tensiometer ölçmek.</li>
	<li>Reynolds sayıları hesaplamak <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/59300/59300eq3.jpg"> ve Weber numaraları <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/59300/59300eq4.jpg"> ρ sıvı yoğunluğu nerede D Küre çapı, μ σ sıvının yüzey gerilimi ve sıvı dinamik viskozite.</li>
</ol>3. sıhhi deneysel koşullar Bakımı
<ol><li>Endüstriyel nitril eldiven giyerken deneyler ve küreler su tankından arındırılmış bir kepçe ile alabilirsiniz. Dikkat: Cilt doğal olarak kırıcılar wettability etkiler ve sıvı koşulları kusur yağlar üretir.</li>
	<li>Küreler % 99 izopropil alkol ile temiz ve yabancı maddelerin etkisini önlemek için denemeler arasında 1 dakika kurumasını sağlar.</li>
	<li>Saçak'ın el ile toplanamaz etkisi sırasında parçalayın kumaşlar kullanılıyorsa, su tankında her davadan sonra yerini.</li>
	<li>Deney sonunda, tank boş ve kurumaya bırakın.</li>
	<li>Bir deneme daha önce herhangi bir kirleri çıkarmak için su ile tank temiz.</li>
</ol>4. katman yüzey ile aşılabilir kumaşlar
<ol><li>Kumaş kare içine ayırmak veya plies etkisi denemeler için hazırlık yuvarlak. Vernier Kaliper kumaşın sıkıştırılmış kalınlık elde etmek için kullanın. Not: Islak kumaş kalınlığı değişir.</li>
	<li>Yavaşça kuru kumaş yüzeyi sıvı havuzun üstüne getirin. Plies iniş daha yayınlanmadan önce başlamak yok ve hemen çarpışmadan sonra kumaşlar yerine sağlamak.</li>
	<li>Ayıklanmış bir kepçe küreler serbest bırakmadan önce kumaş menteşeli platform altında konumlandırmak için kullanın.</li>
	<li>(İsteğe bağlı) Bir kumaş örnek için malzeme karakterizasyonu kullanarak aşağıdaki sınamaları gerçekleştirin.<ol>
<li>Elastik modül örnek belirlemek için bir çekme test kullanarak gerilme test yapın.</li>
		<li>Dijital mikroskop kumaş mikroskobik bir görünümünü elde etmek ve bir görüntüleme aracı kullanarak lif uzunluğu belirlemek için kullanın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. kimyasal olarak hidrofobik küreler hazırlanması
<ol><li>Sprey hidrofobik baz kat küre yüzeyinden yaklaşık 15-30 cm. Yüzey nemlendirici kaçının. 1\u20122 min için ek kaplamalar eklemeden önce kurumasını bekleyin. İki daha fazla baz kat uygulanır. Üst kat uygulamadan önce 30 dakika kurumasını bekleyin. Not: Ek yüzey sayısını ürün üreticisinin tavsiyelerine göre değişebilir.</li>
	<li>Sprey hidrofobik üst kat yüzeyden yaklaşık 15-30 cm. Yüzey nemlendirici kaçının. 1-2 min için ek kaplamalar eklemeden önce kurumasını bekleyin. Üst kat, iki ya da üç daha fazla kaplama uygulanır. Işık kullanmak için ve tam kullanım için 12 h 30 dakika kurumasını sağlar. Not: Ek yüzey kat sayısı ürün üreticisinin tavsiyelerine göre değişebilir.</li>
	<li>Yaklaşık 20 denemeler sonra hidrofobik kaplama nedeniyle aşırı kullanım güvenliği tehlikeye. Kaplama ile % 99 izopropil kaldırmak ve 5.1 ve 5.2 numaralı adımları yineleyin.</li>
</ol>6. kameralar sıçrama görselleştirme için eşitleme
<ol><li>Yüksek hızlı bir fotoğraf makinesi ile uygun bir mercek etkisi eksenine dik ve satır içi sıvı yüzeyi ile yerleştirin. Not: Bir 55 mm prime lens iyi bir başlangıç noktası sağlar.</li>
	<li>Kumaşlar kullanılmak üzere olduğu, ek bir yüksek hızlı fotoğraf makinesi Şekil 1badımında görüldüğü gibi etkileri, yukarıdan aşağıya görünümünü sağlamak için deneme ekleyin.</li>
	<li>Aşağıdaki adımları kullanarak bir bilgisayara birden fazla kamera eşitleyin.<ol>
<li>Yatay fotoğraf makinesinin her iki çıkış terminalleri BNC kablolama ile munzam fotoğraf makinesi her iki giriş terminalleri için bağlayın.</li>
		<li>Tetikleyici anahtarı yalnızca yatay fotoğraf makinesini bağlayın.</li>
		<li>Bilgisayara bağlı bir ağ yönlendirici her ikisi fotoğraf makinesi Ethernet kabloları takın. Not: bir yönlendirici yokluğunda, bilgisayarlar ayrı kameraların Ethernet kabloları bağlayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Video alma yazılımı, kameralar aşağıdaki ayarlarla yapılandırın. En az 1000 fps kare hızını ayarlamak, ekran çözünürlüğü için istenen Çözünürlük ayarlayın. 1 kare başına ikinci çekim hızı ayarlamak ve sona erdirmek için tetik modunu ayarlayın.</li>
	<li>En fazla yayın yükseklikten Worthington jetleri video karesi içinde olduğundan emin olmak için test deneme bir dizi yapmak.</li>
	<li>İstenen görselleştirme kalite elde edene kadar kamera konumunu ve odak buna göre ayarlayın.</li>
	<li>Kaydettikten sonra kinematik ve geometrik ölçümleri hulâsa--dan uygun video analiz aracını kullanarak video. İzci, bir açık kaynak çözümleme aracı veya herhangi bir yazılım karşılaştırmalı kabiliyetinin kullanın.</li>
</ol>7. digitizing etkisi kinematik izci yazılımı ile
<ol><li>Kalibrasyon sopa İzleyicisi araç kutusundan seçin ve görsel ölçek (Şekil 2a), mümkün olduğunca uzun sopa yapma maç.</li>
	<li>Kalibrasyon sopa tıklatın ve sopa tarafından yayılmış görsel ölçek uzunluğu ölçekleme değerini ayarlayın. Kalibrasyon sopa görsel ölçekte 1 cm yayılmışsa, diğer bir deyişle, ölçekleme değeri 1'e ayarlayın. Not: Bu bilgisayar yazılımı--dan alınan ölçümlere santimetre sırasına göre sağlar.</li>
	<li>Video oynatmayı başlatma ve durdurma tıklatarak geçiş yapmak ve istediğiniz kareye video ayarlayın.</li>
	<li>Sopa ölçme İzleyicisi araç kutusundan seçin ve Şekil 2b,cgörüldüğü gibi sıçrama taç yüksekliği k, boşluğu genişliği b, kavite derinlik lve Worthington jet yüksekliği h, ayıklayın. Not: Ölçme sopa her iki ucunda da ayarlanabilir ve diğer araç kutusu seçimleri ile aynı anda kullanılabilir.</li>
	<li>İletki İzleyicisi araç kutusundan seçin ve Şekil 2bgörüldüğü gibi sıvı Impactor göre ayırma açısı q ölçün. İletki her iki uçta da ayarlanabilir ve diğer araç kutusu seçimleri ile aynı anda kullanılabilir.</li>
	<li>Otomatik izleme özelliği geçici konum ve hız veri kaydetmek için yazılım seçin. İzleme netlik elde edilir kadar video, kullanım el ile izleme içinde netlik eksikliği nedeniyle kesintiye uğramış ve otomatik izleme olduğunda sürdürülür.</li>
</ol>

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

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu iletişim kuralı deneysel tasarım ve düşen küre derin sıvı havuzu üzerine araştırmalar için en iyi yöntemler açıklanmaktadır. Biz dikey etkileri denemenin yapılandırmak için gereken adımları vurgulayarak başlar. Önemsiz9ve kinematik12,13,14 ayıklamak için uygun görsel ölçeği duvar etkileri vardır öyle ki yeterince büyük sıçrama bölgesindesiniz kullanımı ile bir ideal sıçrama ortam yaratmak önemlidir <s...

Splash dinamikleri üzerinde derin sıvı havuz1 dikey katı cisimlerin etkilerinden kaynaklanan karakterizasyonu2açılış balistik füze su giriş ve deniz yüzeyi gibi askeri, deniz ve endüstriyel uygulamalar için geçerlidir, 3,4,5. Su girişi ilk çalışmaların bir yüzyıldan daha önce de yapılmıştır6,7. Burada, açık derinlemesine protokolleri ve su girişi araştırmalar için tutarlı sonuçlar elde etmek için en iyi yöntemler kurmak. Geçerli deneysel tasarım yardım etmek için bir yöntem sunulur sıhhi şartları bakımından, interfacial koşulları değiştirme, boyutsuz parametreleri kontrolünü, kimyasal Impactor yüzey modifikasyonu ve sıçrama kinematik görselleştirme için.
Dikey düşen hidrofilik küreler durgun sıvı üzerinde etkileri düşük hızları8' de hava-tuzak hiçbir işaret. Bulduğumuz ince edilebilen kumaşlar sıvı yüzey üstüne yerleşimini kavite oluşumu nedeniyle zorunlu akış ayırma1neden olur. Yetersiz miktarda kumaş yüzeyinde yeterli katmanlama üstesinden küreler sıvı giriş1sürüklerken sıçramasına zayıflar iken orta Weber numaraları aralığında sıçramasına güçlendirir. Bu makalede, biz hidrofilik küreler su girişindeki maddi gücü etkileri oluşturmak için uygun iletişim kuralları açıklar.
Kavite sıçramalarına gelen hidrofobik oluşturan bir iyi gelişmiş sıçrama taç yükseliş kırıcılar göstermek birincil jet zaman onların su-sevme karşıtları8' e göre yüzey üzerinde çıkıntı izledi. Burada, su iticilik hidrofilik küre yüzeyine kimyasal olarak değiştirme yoluyla elde etmek için bir yaklaşım mevcut.
Yüksek hızlı kameralar ve advent ile splash görselleştirme ve karakterizasyonu daha ulaşılabilir hale gelmiştir. Öyle olsa bile, alanında kurulan Standartlar tek kamera kullanım için seyahat birincil eksenine dik ara. Genel gider görünümler için ek bir yüksek hızlı kamera kullanımı hedeflenen yeri küreler strike hükümvermek için gerekli olduğunu göstereceğiz.

<table><tbody><tr><td>3D Yazıcı</td><td>FlashForge</td><td>Creator Pro</td><td>Çift Ekstrüzyon</td></tr><tr><td>Alkol</td><td>Kuğu</td><td>M314</td><td>%99 İzopropil</td></tr><tr><td>BNC Kabloları</td><td>Thorlabs</td><td>2249-C-24</td><td></td></tr><tr><td>Kaliper</td><td>Her Zaman Araçlar</td><td>203185</td><td>Kadranlı</td></tr><tr><td>Kamera</td><td>Photron</td><td>Mini AX-100</td><td>16GB Ram</td></tr><tr><td>Bilgisayar</td><td>Dell</td><td>Windows 7 Pro</td><td></td></tr><tr><td>Kumaş</td><td>Georgia Pacific</td><td>19378</td><td>Tuvalet</td></tr><tr><td>Kağıdı Kumaş</td><td>Kleenex</td><td>10036000478478</td><td>Doku</td></tr><tr><td>Lazer Kesici</td><td>Glowforge</td><td>Temel</td><td></td></tr><tr><td>Işıklar</td><td>GS Vitec</td><td>LT-V9-15</td><td>Multi-LED</td></tr><tr><td>Mikroskop</td><td>Keyence</td><td>VHX-900F</td><td>Dijital</td></tr><tr><td>İmbik Standı</td><td>VWR</td><td>VWRF08530.083</td><td></td></tr><tr><td>Yönlendirici</td><td>ASUS</td><td>RT-N12</td><td>Kapalı Ağ</td></tr><tr><td>Cetveli</td><td>Westcott</td><td>10432</td><td>Metre Cetvel</td></tr><tr><td>Yazılımı</td><td>Açık Kaynak</td><td>İzleyici</td><td>Video Analiz</td></tr><tr><td>Yazılımı</td><td>Photron</td><td>Fastcam Viewer</td><td>Video Kayıt</td></tr><tr><td>Küresi</td><td>Amazon</td><td>8DELSET</td><td>Delrin</td></tr><tr><td>Sprey</td><td>Pas-Oleum</td><td>274232</td><td>Su İtici</td></tr><tr><td>Yüzey Aktif Madde</td><td>Şafak</td><td>37000973782</td><td>Sıvı Sabun</td></tr><tr><td>Yüzey Aktif Madde</td><td>USP Koşer</td><td>5 Galon</td><td>Gliserin</td></tr><tr><td>Çekme Test Cihazı</td><td>MTS</td><td>Model 42</td><td></td></tr><tr><td>Tetik Anahtarı</td><td>Özel Yapım</td> Su Deposu <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Mr. Aqua</td><td>MA-730</td><td>Tempersiz Cam</td></tr></tbody></table>

düşen küreler değişmiş sıvı ve impactor yüzey koşulları ile derin sıvı bir havuzu üzerinde etkileri

Impacts of Free-falling Spheres on a Deep Liquid Pool with Altered Fluid and Impactor Surface Conditions

Temiz su küre dikey etkileri çok sayıda su giriş araştırmalar kavite oluşumu karakterize konu oldu, sıçrama taç yükseliş ve Worthington istikrar jet. Burada, biz ne zaman düzgün düşen değişen wettability, kütle ve çapı etkiye sahip ince edilebilen kumaşlar ve sıvı yüzey tarafından değiştirilmiş bir derin sıvı havuzu ücretsiz yüzeyine yuvar sıçrama dynamics incelenmesi için deneysel protokol kurmak. Su giriş araştırmalar erişilebilir, kolay montajı ve yürütülen deneyler karmaşık akışkanlar mekaniği çalışmak için sağlar. Biz burada splash yüksekliği, akış ayırma ölçümleri ve Impactor kinematik ve yaklaşımımız üreyen elde edilebilir temsilcisi sonuçları karakterize için ayarlanabilir bir iletişim kuralı mevcut. Karakteristik sıçrama boyutları yaklaşık 0,5 m altında kaldığında yöntemleri geçerlidir. Ancak, bu iletişim kuralını hangi kamu sonuçları için deniz çevirmek için iyi daha fazla Impactor yayın yükseklikte ve etkisi hızları, için adapte olabilir ve sanayi uygulamaları.

Bu kurulan iletişim kurallarına izin ver dikey etkileri Weber aralığı sayılar üzerinde doğan Worthington jetleri gözetilmesi için <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/59300/59300eq5.jpg"> Şekil 2 cgörüldüğü gibi. Bu sonuçlar Watson ve ark.1burada sunulan veriler üretmek için kullanılan tam deneysel koşullar için başvurulabilir, yayınlanır. Biz sıvı ücretsiz sıvı yüzeyi üzerinde çıkıntılı dar uzun film odaklıyız. <strong class="...

Bu iletişim kuralı ile düşen küreler su giriş deneyler için temel deneysel yapılandırma gösterir. Sıvı yüzeyi geçirgen kumaşlar ile değiştirilmesi, kimyasal olarak ıslatma küreler hazırlanması için yöntemleri ve sıçrama görselleştirme ve veri ayıklama için adımları ele alınmıştır.

Düşen küreler değişmiş sıvı ve Impactor yüzey koşulları ile derin sıvı bir havuzu üzerinde etkileri

Vertical impacts of spheres on clean water have been the subject of numerous water entry investigations characterizing cavity formation, splash crown ...

Bu protokol serbest düşme küreleri ile su enjekte deneyleri göstermektedir. Sıvı yüzeylerin nüfuzlu kumaşlarla değişimi, yeni ortaya çıkan kürelerde kimyasalın hazırlanması, sıçrama görselleştirmesi ve veri çıkarma konuları tartışılmıştır. Bu teknikler, katı cisimler ve akışkan cisimler arasındaki yüzlerarası etkileşimleri anlamaya yönelik temel akışkandin dinamiği araştırmalarına ışık verir.Prosedürü gösteren Joshua Bom ve Jeremy Stephen, Alberta lisans öğrencileri olacaktır. Su ve etki edicilerin cilt yağlarıyla kirlenmesini önlemek için bu işlem boyunca endüstriyel sınıf nitril eldivenler takın. Musluk suyu ve deterjan ile iyice temiz şeffaf tank başlamak için.Sonra musluk suyu 32 litre ile doldurun. İki metrik cetveli %99 isopropil alkolle temizleyin ve bir dakika kurutun. Tankın ön yüzüne bakan bir cetvel ilerler ve taban suya dokunur.İkinci cetveli su altında dikey olarak düzeltin. Daha sonra tankın üzerine menteşeli bir platform sabitleyin, böylece platform tankın ön kısmıyla ilgili olarak yukarıdaki su cetveliyle aynı derinlik düzleminde olacak. Platformu istenilen maksimum düşme yüksekliğine ayarlayın ve birden fazla LED ışığını eklemli bir kola takın ve platformun altındaki sıçrama bölgesini tam olarak aydınlatmak için ışığı tankın üstünde ve önünde yerleştirin.Sıçrama ve boşluk görselleştirme ile yardımcı olmak için tankın arkasına siyah bir ekran ayarlayın. Tankın altına kapalı hücreli sünger gibi temiz bir yağ içermeyen amortisör yerleştirin ve temiz ağırlıklarla yerinde tutun. Daha sonra, sıvının yüzeyi doğrultusunda tanka bakan yüksek hızlı bir kamera yerleştirin.İstenirseniz kameraya bir tetik anahtarı bağlayın. Kamerayı bir bilgisayara bağlayın ve kamerayı saniyede en az 1.000 kare kare hız için yapılandırın. İstediğin çözünürlüğü seçin ve deklanşör hızını karesaniyede birolarak ayarlayın.Varsa tetikleme modunu Bitişe ayarlayın. Daha sonra, cilt yağları ve diğer kirleticileri kaldırmak için% 99 izopropil alkol ile küçük bir kepçe ve polioksit metanol küreler temizleyin. Küreler ve kepçe bir dakika kurumasını bekleyin.Preform test denemeleri ve sıçrama olay için en iyi görselleştirme kalitesini elde etmek için kamera konumu, odak ve çözünürlük ayarlayın. Sonra bir kepçe ile küreler almak ve küreler temiz ve izopropil alkol ile kepçe. Deneye başlamaya hazır olduğunda tankı çekmeye başlayın.Menteşe platformını yerine kaldırın ve platformüzerinde temiz bir kuru küre dinlendirin. Küreyi tanka düşürmek için platformun tabanını serbest bırakın. Ardından çekimi durdurun, video dosyasını kaydedin ve videoyu yalnızca sıçrama olayını göstermek için kırpın.Bir sonraki teste geçmeye hazır olduğunuzda kepçe ile küreyi alın. Küreyi izopropil alkolle temizleyin ve testi tekrarlamadan önce bir dakika kurutun. Deney bittiğinde tankı boşaltın ve kurumasına izin verin.Test için geçirilebilir kumaşlar hazırlamak için istenilen kumaşları kare veya yuvarlak plies içine ayırın ve kuru kumaş sıkıştırılmış kalınlığıölçmek için Vernier kaliperler kullanın. Deneyi kurarken, kumaşı etkileyen kürenin yukarıdan aşağıya görünümünü sağlamak için tankın üzerine ikinci bir yüksek hızlı kamera yerleştirin. Yatay kamera çıkışlarını BNC kabloları ile havai kamera giriş terminallerine bağlayın.Tetik anahtarını yatay kameraya bağlayın. Ardından, her iki kamerayı da kamera bilgisayarına bağlı çevrimdışı bir yönlendiriciye bağlamak için Ethernet kablolarını kullanın. Odak ve her zamanki gibi her iki kamera yapılandırmak.Deneyi reforma hazır olduğunuzda kuru kumaşı tanktaki sıvının yüzeyinde nazikçe dinlendirin. Deneme başlamadan önce kumaşın batmaya başlamamasını sağlamak. Menteşeli platformun altına kumaş konumlandırmak için temiz, yağsız kepçe kullanın.Çarpışmayı ayarlamadan önce sıçrama bölgesini her iki kamerayla aynı anda çekmeye başlamak için tetik düğmesini kullanın. Çarpışmadan hemen sonra kumaşı çıkarın. Eğer kumaş parçaları darbe ve sıyrıklar elle boş toplanamazsa ve tüm kumaş kaldırılır emin olmak için her denemeden sonra tankı temizleyin.Kimyasal hidrofobik küreler bir akrilik tutucu içine bir polioksit mentol küre sığdırmak hazırlanmasına başlamak için. Bir yüzey kaplaması için konumlandırma küreleri bu protokolün en zor yönüdür. Konumlandırma, kürelerden biraz daha geniş delikleri olan katman kat akrilik levhalarla kontrol edilir.Kürenin yüzeyini ıslatmadan küreyi yaklaşık 15 ila 30 santimetre uzaklıktan hidrofobik bir taban kat ile püskürtün. Daha sonra, yüzeyi ıslatmadan yaklaşık 15 ila 30 santimetre uzaklıktan hidrofobik üst kat ile küre sprey ve bir ila iki dakika kurumasını bekleyin. Aynı şekilde iki veya üç üst kaplama daha uygulayın.Kürenin hafif kullanım için 30 dakika veya tam kullanım için yaklaşık 12 saat kurumasına izin verin. Darbe testlerinin önceden şekillendirildiğinde kürenin her denemeden sonra tamamen kurumasına izin verilir ve isopropil alkolle durulanır. Hidrofobik kaplama yaklaşık 20 denemeden sonra bozulacak.Bu küreyi yeniden kullanmak için kaplamayı %99 izopropil alkolle çıkarın ve daha önce açıklandığı gibi taban ve üst katları yeniden uygulayın. Analize başlamak için bir video analiz yazılımıiçine sıçrama olay yüksek hızlı bir video almak. Ölçekleme değerini cetvelin görünür alanına göre santimetre olarak ayarlamak için ölçekleme araçlarını kullanın.Sıçrama taç yükselişi ve hava tuzak gösteren uygun bir çerçeve bulmak için video ile ilerleyin. Sıçrama taç yüksekliğini, boşluk genişliğini ve kavite derinliğini ölçün. Ayırma açısını belirlemek için açı ölçüm aracını kullanın.Worthington Jet oluşumunu gösteren uygun bir çerçeve bulmak ve Worthington Jet yüksekliğini ölçmek için videoda daha da ilerleyin. Son olarak, impactor için zamansal pozisyon ve hız tarihini ayıklamak için otomatik izleme özelliğini kullanın. Otomatik izleme devam edene kadar izleme kesintiye uğrarsa manuel izleme kullanın.Burada bu prosedür dikey darbeler sıçraması üzerinde kumaş etkilerini değerlendirmek için kullanılmıştır. Bir kat ile sıçrama yüksekliği kumaş olmadan sıçrama yüksekliğine göre yükseltildi. İki plies ile sıçrama yüksekliği kabaca kumaş olmadan sıçrama yüksekliği eşdeğerdi.Sıçrama ağır üç ve dört kat ile zayıflatılmış oldu. Tek bir kumaş katını etkileyen kürelerden kavite derinliği, sıçrama zemin yüksekliği ve boşluk genişliği için Weber sayıları arasında minimal varyasyon gözlenmiştir. Küreler dikey pozisyonlar kumaş her eklenen kat ile sualtı hızında daha fazla düşüşler gözlem sağlayan sualtı altında izlendi.Araştırmacılar tutarlı ve geçerli sonuçlar elde etmek için deney sırasında sıhhi deneysel koşulların bakımı için keskin dikkat etmelidir. Bu teknik burada sunulan malzemelerle sınırlı değildir ve benzer işlevve yeteneklere sahip malzemelerle üstlenilebilir. Bir zil gibi yüksek bir rezervuar getirilmesi ile, bu prosedür katı veya sıvı yüzeyler üzerine sıvı damlacıkların dikey etkileri nin araştırılması için yükseltilebilir.Bu protokol aynı zamanda genel olarak daha büyük darbe hızları ve bir deniz ve endüstriyel uygulamalar için iyi gider boyutsuz parametrelerin bir artış aralığı için daha büyük bir ölçekte önceden oluşturulabilir.

impacts-free-falling-spheres-on-deep-liquid-pool-with-altered-fluid

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Bu makale, yüzey aktif bazlı kesme inceltme viskoelastik sıvılarındaki küresel parçacıkların terminal çökeltme hızlarını ölçmek için deneysel prosedürü göstermektedir. Çok çeşitli reolojik özellikler üzerindeki sıvılar hazırlanır ve paralel duvarlar arasındaki sınırsız sıvılarda ve sıvılarda bir dizi parçacık boyutu için çökeltme hızları ölçülür.

Sınırlanmamış ve Sınırlı Yüzey Aktif Bazlı Kesme Viskoelastik Sıvılarda Küresel Parçacıkların Yerleşme Hızının Deneysel Ölçümü

Farklı fiziksel parametrelerin çok kısa bir süre (bir milisaniyeden daha az onda biri) üzerinde dinamiklerini etkileyebilecek beri non-Newtonian akışkanların Bırak etkisi karmaşık bir süreçtir. Bir hızlı görüntüleme tekniği farklı non-Newtonian akışkanların etkisi davranışlarını karakterize etmek amacıyla tanıtıldı.

Non-Newtonian Akışkanlar Bırak Etkisi Dynamics Eğitim Hızlı Görüntüleme Tekniği

Yüksek hızlı hareket eden bir yüzey üzerinde sıvı jet çarpmasını incelemek için iki deneysel cihaz tanımlanmıştır: bir hava topu cihazı ve bir dönen disk cihazı. Aparatlar, ray üstü sürtünme kontrolü için ray raylarına sıvı sürtünme değiştiricinin (LFM) uygulanmasına yönelik en uygun yaklaşımları belirlemek için kullanılır.

Bir Hareketli Yüzeyde Yüksek Hızlı Sıvı Jet birikiminin Görselleştirme

Yeni başlayan parçacık hareket tek bir boncuk tortu yatak geometriye Laminer türbülanslı akış için bir fonksiyonu olarak karakterize için iki farklı yöntem sunulmaktadır.

Görsel olarak bağlı normal yüzeylerde yeni başlayan parçacık çekimde karakterizasyonu: çalkantılı koşullarına Laminer üzerinden

Damlacık darbe dinamikleri üzerinde akan sıvı filmler dalgaları katkılarıyla eğitim için bir protokol sunulmuştur.

Katkıları için damlacık darbe dinamikleri ince akan sıvı filmler üzerinde dalgaların çalışmaya film denetimi

Bu protokol, sıvı düşmesi etkilerinin deneysel yüksek hızlı görüntülerinin verimli bir şekilde toplanmasını ve bu verilerin toplu olarak hızlı bir şekilde analiz edilmesini sağlar. Bu işlemleri kolaylaştırmak için yöntem, aygıtınasıl kalibre edip kuracağı, uygun bir veri yapısı oluşturacağı ve bir görüntü çözümleme komut dosyası dağıtacağı açıklanır.

Sıvı Damlacık Etkilerinin Yüksek Elde LiAnalizi

Biz HF yerinde değişiklik 2 O 2 / H2O çözeltisi (% 0.01% -0.5) ya da metanol solüsyonları H dolu mikroakışkan odaları örnekleri ışınlanması ile hidrofilik veya hidrofobik duruma Si (001) yüzeyi ile tedavi edilmiş bir süreci rapor göreceli düşük nabız akıcılığa darbeli UV lazer kullanarak.

Sıvı Ortamda Darbeli UV Lazer Radyasyonla Silikon Yüzey Islanabilirliği Seçici Alan Değişikliği

Yeni ablatif materyallerin geliştirilmesi ve sayısal modellemesi kapsamlı deneysel araştırmalar gerektirir. Bu protokol, emisyon spektroskopisi ile reaktif sınır tabakasındaki kimya ile birlikte malzeme durgunluğunu izlemek için müdahaleci olmayan yöntemler olan temel teknikler ile plazma akışlarında malzeme tepki karakterizasyonu için prosedürleri tanımlar.

Plazmatronun ablatif Malzeme Test sırasında Emisyon Spektroskopik Sınır Tabaka İncelenmesi

nanosheets katmanlı malzeme, sıvı pul pul dökülme için bir protokol, mikroskopik ve spektroskopik tekniklerle boyutu seçimi ve boyut ölçümü sunulmuştur.

Sıvı dağılmış Geçiş Metal dikalkogenid Kontrollü Boyutu Nanosheets ve Kalınlığının Hazırlanması: Sanat Protokolü Bir Devlet

Havuz kaynatma ısı transferi deneyleri ısı transferi katsayısı (HTC) üzerine hibrit ıslanabilir desen etkilerini gözlemlemek için yapılmıştır. araştırma parametreleri fugalara sayısı ve modifiye ıslatılabilir yüzey deseni yönelimi vardır.

Hibrid Sulandınlabilir Desenler Silindirik Yüzeylerde Pool-Kaynama Isı Transferinin Geliştirilmesi

Keşfedin serbest düşen kürelerle su girişi deneylerini, sıvı yüzeylerini değiştirip sıçrama görselleştirmesi yaparak. Bu yöntem katı cisimler ve sıvılar arasındaki arayüz etkileşimlerini anlamak için temel akışkanlar dinamiği araştırmalarına ışık tutar.

Düşen küreler değişmiş sıvı ve Impactor yüzey koşulları ile derin sıvı bir havuzu üzerinde etkileri

Daha fazla video keşfet