ويستند هذه المواد على العمل بدعم من مؤسسة العلوم الوطنية الأميركية تحت المنحة رقم CBET-1032930 والعمل الذي أنجز في جامعة مختبر التشخيص الليزر الكمي ميشيغان.

<ol>
	<li>Raffel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Particle Image Velocimetry: A Practical Guide. , (2007).</li><li>Adrian, R. J., Westerweel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Particle image velocimetry. , (2011).</li><li>Sick, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+speed+imaging+in+fundamental+and+applied+combustion+research.">High speed imaging in fundamental and applied combustion research.</a> Proceedings of the Combustion Institute. 34 (2), 3509-3530 (2013).</li><li>Prasad, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+image+velocimetry.">Particle image velocimetry.</a> Current Science (Bangalore). 79 (1), 51 (2000).</li><li>Stitou, A., Riethmuller, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extension+of+PIV+to+super+resolution+using+PTV.">Extension of PIV to super resolution using PTV.</a> Measurement Science &amp; Technology. 12 (9), 1398-1403 (2001).</li><li>Alharbi, A. Y., Sick, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+boundary+layers+in+internal+combustion+engines+using+a+hybrid+algorithm+of+high+speed+micro-PIV+and+PTV.">Investigation of boundary layers in internal combustion engines using a hybrid algorithm of high speed micro-PIV and PTV.</a> Experiments in Fluids. 49 (4), 949-959 (2010).</li><li>Meinhart, C. D., Wereley, S. T., Santiago, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+PIV+Algorithm+for+Estimating+Time-Averaged+Velocity+Fields.">A PIV Algorithm for Estimating Time-Averaged Velocity Fields.</a> Journal of Fluids Engineering. 122 (2), 285 (2000).</li><li>Jainski, C., Lu, L., Dreizler, A., Sick, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Speed+Micro+Particle+Image+Velocimetry+Studies+of+Boundary-Layer+Flows+in+a+Direct-Injection+Engine.">High-Speed Micro Particle Image Velocimetry Studies of Boundary-Layer Flows in a Direct-Injection Engine.</a> International Journal of Engine Research. , (2012).</li><li>White, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fluid mechanics. , 864 (2008).</li><li>Pope, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Turbulent Flows. , 771 (2000).</li><li>Most, D., Leipertz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+Two-Dimensional+Flow+Velocity+and+Gas+Temperature+Measurements+by+use+of+a+Combined+Particle+Image+Velocimetry+and+Filtered+Rayleigh+Scattering+Technique.">Simultaneous Two-Dimensional Flow Velocity and Gas Temperature Measurements by use of a Combined Particle Image Velocimetry and Filtered Rayleigh Scattering Technique.</a> Applied Optics. 40 (30), 5379 (2001).</li><li>Omrane, A., Petersson, P., Ald&#233;n, M., Linne, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+2D+flow+velocity+and+gas+temperature+measurements+using+thermographic+phosphors.">Simultaneous 2D flow velocity and gas temperature measurements using thermographic phosphors.</a> Applied Physics B. 92 (1), 99-102 (2008).</li><li>Someya, S., Li, Y., Ishii, K., Okamoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+two-dimensional+velocity+and+temperature+measurements+of+natural+convection+using+a+high-speed+camera+and+temperature-sensitive+particles.">Combined two-dimensional velocity and temperature measurements of natural convection using a high-speed camera and temperature-sensitive particles.</a> Experiments in Fluids. 50 (1), 65-73 (2010).</li><li>Peterson, B., Reuss, D. L., Sick, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-speed+imaging+analysis+of+misfires+in+a+spray-guided+direct+injection+engine.">High-speed imaging analysis of misfires in a spray-guided direct injection engine.</a> Proceedings of the Combustion Institute. 33 (2), 3089-3096 (2011).</li></ol>

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

كما هو الحال مع أي تقنية قياس التدفق الضوئي، التخطيط لإعداد عالية السرعة الجسيمات velocimetry صورة (التعريف الشخصية) يتطلب تقييم المعوقات وتقييم أفضل حلول وسط للمهمة القياس في متناول اليد. اختيار تكبير الصورة، ومعدل الإطار، وخصائص ورقة ليزر، وخوارزميات التحليل تعتمد على التفاصيل من تدفق قيد الدراسة. إذا لزم الأمر، ويجب إجراء القياسات استكشافية لتحديد إعدادات المعلمة لقياس الدقة العالية. توضح هذه المقالة الإجراءات العامة وبعض النتائج لعينة التعريف الشخصي عالي السرعة لدراسة طبقة الحدود من تدفق على طول لوحة مسطحة. وسجلت سلسلة من 500 صورة في 5 كيلو هرتز. تم استخدام المجهر لمسافات طويلة لتحقيق 2.4 × 1.8 مم 2 حقل من رأي تقع على سطح اللوحة. وقد تحقق إضاءة عالية الجودة من قطرات زيت بذور مع شعاع من نابض الصمام الثنائي ضخ ليزر الحالة الصلبة والتي توسعت في ضوء SHEET باستخدام الخالط شعاع. شعاع الخالط يحتوي على مجموعة عدسة الصغيرة تتكون من عدسات أسطوانية صغيرة وإضافية، تلسكوب متكاملة. مجموعة الصغرى عدسة توسع شعاع دائرية في الاتجاه الرأسي عن طريق تقسيم شعاع الواردة إلى beamlets. ثم التلسكوب التالية تطغى على beamlets لإنشاء ورقة ضوء مع توزيع كثافة الضوء حتى في الطائرة ورقة الضوء الطبيعي إلى انتشار شعاع. تمت معالجة الصور باستخدام خوارزمية التعريف الشخصية عبر الارتباط. وتجدر الإشارة إلى أن شعاع المتجانس هو مفيد، وخاصة عند العمل بالقرب من الأسطح، ولكنها ليست حاسمة لتطبيق الموصوفة هنا. الطريقة المبينة في هذا الإجراء تمكن غير تدخلية ذات الدقة العالية، والتحقيقات عالية السرعة من التدفقات باستخدام خوارزميات ارتباط قوي. المزايا الرئيسية لهذا عالية الدقة، وتقنية قياس السرعة العالية هي ارتفاع القرار المكانية والزمانية والقدرة على تحديد وتتبعتطور الهياكل داخل التدفق. باستخدام هذه التقنيات، 6 الحربي وJainski وآخرون. وقد أثبتت 8 القدرة على تصور وتتبع هياكل دوامة داخل طبقة الحدود من محرك الاحتراق الداخلي. هذه الملامح الرئيسية تمكينها من التحقيق بشأن هيكل وديناميات تدفقات عابرة للغاية. وعلاوة على ذلك، يمكن توسيع نطاق التعريف الشخصية وراء ثنائي الأبعاد والحقول سرعة ثنائي مكون (2D-2C) (كما هو موضح هنا) لحل 3 مكونات (3C) في طائرة (ستيريو التعريف الشخصية) وبحجم (تصوير الشعاعي الطبقي التعريف الشخصية والمسح الضوئي التعريف الشخصية، المجسم التعريف الشخصي). بالإضافة إلى ذلك، قد يتم تنفيذها التعريف الشخصية مع تقنيات أخرى مثل مستو الليزر التي يسببها مضان (PLIF) وتصفيتها نثر رايلي (FRS)، والمواد الفوسفورية الحراري لتحقيق قياسات 2D في وقت واحد من السرعة وسكالارس الأخرى (درجة الحرارة، وتركيز الأنواع، ونسب التكافؤ) 11 -14. هذه الأساليب البصرية، ويعتمد على الليزر يمكن تطبيقها مباشرة على التحقيق الشامل وعمليات تبادل الطاقة في العديد من التطبيقات، مثل قرب الجدار يصب في محرك الاحتراق الداخلي.

قياسات متعددة الأبعاد للسرعات والقدرة على تتبع مجال تدفق في الوقت توفير المعلومات الهامة في العديد من مجالات العلوم، والهندسة، والعلوم الصحية. من بين التقنيات الأكثر استخداما على نطاق واسع لتصوير تدفق الجسيمات صورة velocimetry (التعريف الشخصي). أنشئت في البداية كأسلوب مستو أن لقطات يقاس من اثنين في الطائرة مكونات السرعة، تم وضع المتغيرات التعريف الشخصية لتوفير قدرات قياس ثلاثي مكون والحجمي. تتكون جميع أنظمة التعريف الشخصي من الجسيمات التتبع، واحد أو أكثر من مصادر الضوء، واحد أو أكثر من الكاميرات. وتستخدم جزيئات صلبة أو قطرات باسم الجسيمات التتبع ولكن يمكن أيضا فقاعات الكامنة في تدفق أن تستخدم جزيئات التتبع. الكاميرا (ق) ثم صورة (صور) متناثرة أو ينبعث الضوء من الجزيئات التتبع بعد والمشع من قبل مصدر الضوء (ق). من بين مجموعة واسعة من الاختلافات 1،2 الأكثر شيوعا يلتقط عنصرين السرعة في طائرة في الفئران(ه) من عدد قليل من لقطة في الثانية. وفي الآونة الأخيرة، والأجهزة الجديدة مكنت قياسات معدل الإطار عالية (&gt; 1 كيلو هرتز) التي تتبع تدفق في النطاقات الزمنية المضطربة في نطاق كيلو هرتز. التعريف الشخصية يحدد حقل سرعة عن طريق تتبع متوسط ​​حركة الجسيمات مجموعات من زوج من الصور التي تكون مفصولة فترة زمنية معروفة. وينقسم كل صورة إلى الشبكة من نظام التشغيل Windows الاستجواب متباعدة بصورة منتظمة. الأكثر شيوعا الاستجواب حجم الإطار هو 32 × 32 بكسل. خوارزمية يحسب وظيفة عبر الارتباط لكافة إطارات الاستجواب، مما أدى إلى تشريد ناقلات واحد لكل إطار الاستجواب وبالتالي تنتج الشبكة العادية للناقلات. تقسيم حقل متجه الإزاحة التي كتبها تأخير الوقت ثم يحدد مجال ناقل السرعة. عند التخطيط القياسات التعريف الشخصي من المهم أن ندرك أن عادة اختيار إعدادات التجريبية تمثل حلا وسطا بين المتطلبات المتعارضة. وبعبارة أخرى، فإن التجربةتحتاج الظروف النفسية إلى أن يخطط لها بعناية لالتقاط جوانب تدفق التي هي ذات أهمية للدراسة في متناول اليد. الكتب المطبوعة من قبل Raffel وآخرون. 1 وأدريان وWesterweel 2 توفير ممتازة مناقشات متعمقة من هذه القيود. هنا نسلط الضوء على عدة التي هي الأكثر أهمية في السياق الحالي. وسيكون اختيار مجال للرؤية (FOV) تعيين نقطة الانطلاق لاختيار المعلمة هنا. عدد وحدات البكسل على رقاقة الكاميرا ثم يحدد القرار المكانية وعدد من ناقلات التي يتم الحصول عليها، على افتراض أن واحد يختار لاستخدام الاستجواب نافذة الأحجام من 32 × 32 بكسل، وغالبا مع التداخل 50٪ خلال الإجراء عبر الارتباط. هو المطلوب كثافة البذر من 8-10 الجسيمات في إطار الاستجواب عموما للمساعدة في وظيفة عبر الارتباط. ومع ذلك، هناك خوارزميات خاصة، مثل الجسيمات velocimetry تتبع (PTV) ونهج الترابط على متوسط ​​الوقت، على أنه يجوزيمكن استخدامها لمعالجة الحالات مع كثافة البذر منخفضة (1-3 جسيمات / نافذة الاستجواب) كما هو الحال مع التصوير قرب السطوح. لاحظ أن تدرجات السرعة داخل كل إطار التحقيق ينبغي أن تكون صغيرة لتجنب التحيز في ناقلات ممثل الناتجة عن تلك النافذة. وأنشئت سيادة الإبهام هو أن الجسيمات التشريد بين الإطار الأول والثاني يجب أن لا يتجاوز 8 بكسل (¼ من الاستجواب حجم الإطار) للحد من عدد من الخسائر الاقتران (فقدان الجسيمات الصور ضمن إطار الاستجواب من أول الإطار إلى الإطار الثاني) للارتباط. ونتيجة لذلك، فإن الوقت بين اثنين من نبضات الليزر على التوالي (DT) لابد من تعديلها وفقا لذلك. ومع ذلك، فإن تقليص DT أدناه ما يعادل تشريد 8 بكسل تقليل النطاق الديناميكي سرعة لأن الحد الأدنى القرار النهائي هو بناء على أمر من 0.1 بكسل النزوح. مماثلة إلى 8 بكسل النزوح ثithin الطائرة والتصوير، وأعلى سرعة الجسيمات لا ينبغي أن تجتاز أكثر من ¼ من سمك ورقة الضوء، مرة أخرى لتقليل عدد الخسائر الاقتران. منذ يستخدم التأخير الزمني بين اثنين من نبضات الليزر لضمان أفضل العلاقات المتبادلة داخل الطائرة ورقة ضوء، وسمك الورقة هو متغير في هذا السياق. في حين أن التوحيد من شدة الضوء ليست حرجة كما هو الحال بالنسبة لقياسات القائمة على كثافة مثل مستو الليزر التي يسببها مضان التصوير 3، وهو أعلى قبعة ملف شعاع بالقرب يساعد التعريف الشخصية الجودة، وخاصة بالنسبة للأعلى التصوير القرار. بشكل عام، بعض الافتراضات حول طبيعة تدفق قيد الدراسة يمكن أن تستخدم كنقطة انطلاق في اختيار المعلمات التجريبية. ثم، قد تكون هناك حاجة استكشافية التجارب لصقل الإعدادات. هنا نحن تصف كيفية إعداد التجربة التعريف الشخصي الذي يسمح الإطار قياسات التصوير ارتفاع معدل اثنين compone سرعةاليلة مع القرار المكانية التي هي كافية لحل هياكل طبقة الحدود. ويتم إنجاز هذا مع استخدام معدل التكرار عالية TEM 00 الصمام الثنائي ضخ ليزر الحالة الصلبة، المجهر لمسافات طويلة، وارتفاع معدل الإطار كاميرا CMOS. وقد تضمنت أيضا بعض التفاصيل عن التصوير قرب السطوح.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Equipment</td>
			<td>Company</td>
			<td>Model</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-speed 532 nm Nd:YAG laser</td>
			<td>Quantronix</td>
			<td>Model: Hawk I</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Long distance microscope (QM-100)</td>
			<td>Questar</td>
			<td>Model: QM-100</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-speed CMOS camera (Phantom v7.3)</td>
			<td>Vision Research</td>
			<td>Model: Phantom v7.3</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atomizer (TSI 9306)</td>
			<td>TSI</td>
			<td>Model: 9306</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone oil</td>
			<td>Dow Corning CST 510</td>
			<td>CST 510 Fluid</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beam homogenizer</td>
			<td>Fraunhofer</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Custom made part</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>45&deg; high-reflectivity (HR) 532 nm turning mirror</td>
			<td>Laser Optik</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aperture</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calibration target</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Custom made part</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PIV recording and processing software</td>
			<td>LaVision</td>
			<td>Software: Da Vis</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-speed controller (HSC)</td>
			<td>LaVision</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical rail and carriers</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser beam blocks and traps</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounts for optical elements</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Translation stage</td>
			<td>Newport</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal tubing to create jet flow</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Combination square and centering square</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high-speed particle image velocimetry near surfaces

تدفقات متعددة الأبعاد وعابرة تلعب دورا رئيسيا في العديد من مجالات العلوم، والهندسة، والعلوم الصحية، ولكن غالبا ما تكون غير مفهومة جيدا. يمكن دراسة الطبيعة المعقدة لهذه التدفقات باستخدام الجسيمات الصور velocimetry (التعريف الشخصية)، وهي تقنية التصوير القائم على الليزر لتدفقات الوصول بصريا. على الرغم من العديد من أشكال التعريف الشخصية موجودة بأن يمدد تقنية ما وراء مستو الأصلي ثنائي مكون قدرات قياس السرعة، ويتكون نظام التعريف الشخصية الأساسية لمصدر الضوء (الليزر)، وكاميرا، والجسيمات التتبع، وخوارزميات التحليل. تم تعديل المعلمات التصوير والتسجيل، ومصدر للضوء، وخوارزميات لتحسين تسجيل لتدفق الفائدة وسرعة الحصول على بيانات صحيحة. مشترك التحقيقات التدبير التعريف الشخصية سرعات ثنائي مكون في طائرة في بضعة إطارات في الثانية الواحدة. قياسات معدل الإطار عالية (&gt; 1 كيلو هرتز) ومع ذلك، فقد سهلت التطورات الأخيرة في الأجهزة قادرة على حل انتقاليةتدفقات الأنف والحنجرة مع القرار الزماني عالية. ولذلك، وقياسات معدل الإطار عالية لديها تحقيقات تمكين على تطور هيكل وديناميات تدفقات عابرة للغاية. هذه التحقيقات تلعب دورا حاسما في فهم الفيزياء الأساسية للتدفقات معقدة. وتقدم وصفا مفصلا لأداء عالية الدقة وسرعة عالية في مستو التعريف الشخصي لدراسة تدفق عابرة بالقرب من سطح لوحة مسطحة هنا. وترد تفاصيل لتعديل القيود المعلمة مثل الصورة وخصائص التسجيل، وخصائص ورقة ليزر، وتجهيز الخوارزميات على التكيف التعريف الشخصي لأي تدفق من الفائدة.

يتم عرض صورة لمجموعة المتابعة في الشكل 1. وتظهر الصور الجسيمات الأولية ل× 32 بكسل نافذة الاستجواب 32 بالقرب من الجدار من اثنين من الصور التي تم التقاطها على التوالي في الشكل 2. مشردون الجزيئات في 2A ​​الشكل 2-3 بكسل إلى اليمين في الشكل 2B وتلبية &quot;القاعدة ربع&quot;، والتي تنص على أن النزوح الجسيمات في الطائرة وخارج الطائرة يجب ألا يتجاوز ¼ من الاستجواب حجم النافذة . بالإضافة إلى ذلك، ينبغي أن كثافة الجسيمات في إطار الاستجواب يكون تقريبا 8-10 جزيئات منذ خوارزميات ارتباط التعريف الشخصي تتبع مجموعات من الجزيئات. ومع ذلك، فإن كثافة البذر في شبه جدار التعريف الشخصية التحقيقات في كثير من الأحيان بناء على أمر من 1-3 الجزيئات. وبالتالي، ينبغي أن تستخدم خوارزميات خاصة لمعالجة دراسات مع انخفاض كثافة البذر، مثل الجسيمات تتبع velocimetry (PTV) الخوارزميات التي تتبع الجزيئات الفردية 1،2،4-6. نهج الترابط على متوسط ​​الوقتويمكن أيضا أن تستخدم 7،8 لمعالجة القضايا كثافة البذر منخفض، ولكن هذا يؤدي عادة إلى فقدان القرار الزماني. بالإضافة إلى ذلك، يتأثر التصوير بالقرب من الجدران عن انعكاسات الليزر مشرق التي قد تؤثر سلبا على العلاقات المتبادلة التعريف الشخصية وإنتاج ناقلات كاذبة. الحد من هذه الانعكاسات مشرق أيضا منصب أول ناقل السرعة صالحة في الاتجاه الطبيعي الجدار. قبل معالجة الصور الجسيمات الأولية هو ضروري للحد من تأثير الضوضاء في الخلفية من مصادر مثل انعكاسات الليزر. في هذه المظاهرة كانت تقع أول ناقل صالح 23 ميكرون من الجدار. بعد تتم معالجة الصور الخام الجسيمات باستخدام خوارزميات ارتباط التعريف الشخصي، ينبغي تقييم جودة وصلاحية الناتج الحقول ناقل السرعة. ناقلات زائفة لا يمكن تجنبها في مجالات ناقلات الخام ولكن هناك عدد قليل من الخصائص المميزة. ناقلات غير صحيحة شائعة قرب السطوح، عند حواف الورقة الضوء، وعلى حواف ستدفق كرة القدم. وبالإضافة إلى ذلك، فإن حجم واتجاه المتجهات غير صالحة تختلف اختلافا كبيرا من ناقلات المجاورة ولن يجعل بالمعنى المادي. في حالة هذه الحدود طبقة تدفق سبيل المثال، يجب على ناقلات سرعة صالحة نقطة واحدة من اليسار إلى اليمين كما تشرد الجسيمات من الشكل 2 تبين. بالإضافة إلى ذلك، ينبغي أن تنخفض السرعات بالقرب من جدار نظرا لحالة عدم الانزلاق 9. الحقول السرعة اللحظية هو مبين في الشكل (3) تناسب كلا من هذه المعايير المادية. آخر متري مفيدة لتقييم صحة النتائج التعريف الشخصي هو تحديد خيار متجه من كل ناقلات في مجال ناقل السرعة. بشكل عام، يجب أن مجال ناقلات تتكون من&gt; = 95٪ ناقلات الخيار الأول، أي تلك التي تتطلب أي تجهيز آخر، بحيث قوية خوارزميات مرحلة ما بعد المعالجة يمكن أن تستخدم لكشف واستبدال ناقلات زائفة دون إنتاج القطع الأثرية كبيرة 2. الحقول ناقلات حظية هو مبين في <sترونج&gt; الشكل 3 وتتكون كليا من 1 ناقلات الاختيار. أهمية عالية السرعة، أو سينمائي، والقياسات التعريف الشخصية يصبح واضحا من إجراء تفتيش لتسلسل زمني من الصور التدفق. وتظهر السرعة اللحظية (V ط) وتقلب سرعة (V &#39;) حقول المتجهات في بداية ووسط ونهاية تسلسل تسجيل في الشكل 3. باستخدام التحلل رينولدز، V i هو مجموع الحقل سرعة بلغ متوسط ​​( <img alt="معادلة" fo:src="/files/ftp_upload/50559/50559eq2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50559/50559eq2.jpg" /> ) وV &#39;10. لهذه التجربة، <img alt="معادلة" fo:src="/files/ftp_upload/50559/50559eq2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50559/50559eq2.jpg" /> تم يحدده زمنيا المتوسط ​​كل الصور في تسلسل. الحقول ناقلات حظية من خلالخارج تسلسل تسجيل متشابهة جدا، وتظهر تدفق الانتقال من اليسار إلى اليمين. وتشير هذه النتائج إلى أن تدفق هو في الغالب في الاتجاه الأفقي منذ عنصر السرعة الأفقية (ش) هو أكبر بكثير من عنصر السرعة العمودية (V). وتشير حقول المتجهات تقلب أيضا أن التقلبات السرعة الافقية (U &#39;) تكون أكبر من تقلبات سرعة عمودي (V&#39;). ومع ذلك، فإن التقلبات تشير أيضا إلى أن تدفق يتباطأ منذ U &#39;عكس اتجاهه في جميع أنحاء تسلسل تسجيل. وتظهر ملامح في عدة أوقات مختلفة طوال تسلسل تسجيل في الشكل (4) والتحقق من أن تدفق يتباطأ مع مرور الوقت - تحت متوسط ​​الوقت ولحظية. يو - لمحات نحنإعادة يحدده بمعدل أربعة أعمدة ناقلات المجاورة معا لتحسين الدلالة الإحصائية للنتائج على مقربة من الجدار. تم استخدام الإجراء في الأعمال السابقة 6،8. أشرطة الخطأ تشير إلى ضعف الانحراف المعياري للأعمدة أربعة ناقلات المجاورة. يحدث أكبر شريط خطأ بالقرب من سطح اللوحة ويؤكد صعوبة باستخدام خوارزميات ارتباط التعريف الشخصي للمناطق ذات الكثافة المنخفضة البذر. صممت العديد من خوارزميات تحليل لمعالجة كثافة البذر منخفضة مثل PTV 5،6 ونهج الترابط على متوسط ​​الوقت 7،8. <img alt="الشكل 1" src="/files/ftp_upload/50559/50559fig1.jpg" /> الشكل 1. الفوق الجمعية. <img alt="الشكل 2" fo:content-width="5.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50559/50559fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50559/50559fig2.jpg" /> الشكل 2. الصور الجسيمات في 32 × 32 بكسل الاستجواب بالقرب من الجدار في) ر = 0.2 ميللي ثانية وب) T = 0.4 ميللي ثانية. الأبعاد المادية من إطار التحقيق هي 96 × 96 ميكرون 2. <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/50559/50559fig3.jpg" /> الرقم 3 على اليسار: حظية (V I)، وعلى اليمين: تذبذب (V &#39;) الحقول سرعة في بداية ووسط ونهاية تسلسل تسجيل. وتتكون حقول المتجهات تماما من نواقل الخيار الأول. ويرد فرعية أصغر من حقول المتجهات للوضوح. الحقول أنا V تشير إلى تدفق تتحرك من اليسار إلى اليمين في حين V &#39;الاتجاه المعاكس. يرجى ملاحظة أن يظهر فقط كل عمود ناقل الرابعة في الاتجاه الأفقي للوضوح. بالإضافة إلى ذلك، مقياس سرعة بين ط V والميادين V &#39;يختلف على النحو المبين في أعلى الزاوية اليسرى من كل صورة. <img alt="الشكل 4" src="/files/ftp_upload/50559/50559fig4.jpg" /> الشكل 4. سرعة (U) لمحات أفقي في أوقات مختلفة في جميع أنحاء التدفق. ويظهر ملف تعريف مع الدوائر - الوقت بلغ متوسط ​​يو. أشرطة الخطأ التي تظهر على T = 0.1 ميللي ثانية الشخصي هي ممثل أشرطة الخطأ لجميع الأوقات الأخرى. التاريخ الوقت من U - لمحات يظهر انخفاضا في تدفق مرور الوقت.

Watch this Scientific Journal Video about High-speed Particle Image Velocimetry Near Surfaces at JoVE.com

High-speed Particle Image Velocimetry Near Surfaces

ووصف الإجراء لدراسة تدفقات عابرة قرب الحدود باستخدام عالية الدقة، صورة جسيمات عالية السرعة velocimetry (التعريف الشخصي) هنا. التعريف الشخصية هي تقنية القياس غير تدخلية تنطبق على أي تدفق للوصول بصريا عن طريق تحسين العديد من المعوقات المعلمة مثل الصورة وتسجيل العقارات، وخصائص ورقة ليزر، وخوارزميات التحليل.

عالي السرعة الجسيمات Velocimetry صورة قرب السطوح

Multi-dimensional and transient flows play a key role in many areas of science, engineering, and health sciences but are often not well understood. The ...

high-speed-particle-image-velocimetry-near-surfaces

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Engineering

Physics

Mechanical Engineering

Unit 1

Physics Basics

Vectors and Scalars

SCIENTISTS IN ACTION

32.8K Views.  University of Michigan. ووصف الإجراء لدراسة تدفقات عابرة قرب الحدود باستخدام عالية الدقة، صورة جسيمات عالية السرعة velocimetry (التعريف الشخصي) هنا. التعريف الشخصية هي تقنية القياس غير تدخلية تنطبق على أي تدفق للوصول بصريا عن طريق تحسين العديد من المعوقات المعلمة مثل الصورة وتسجيل العقارا?...

Video: High-speed Particle Image Velocimetry Near Surfaces

Echo Particle Image Velocimetry

The transport of mass, momentum, and energy in fluid flows is ultimately determined by spatiotemporal distributions of the fluid velocity field.1 Consequently, a prerequisite for understanding, predicting, and controlling fluid flows is the capability to measure the velocity field with adequate spatial and temporal resolution.2 For velocity measurements in optically opaque fluids or through optically opaque geometries, echo particle image velocimetry (EPIV) is an attractive diagnostic technique to generate "instantaneous" two-dimensional fields of velocity.3,4,5,6 In this paper, the operating protocol for an EPIV system built by integrating a commercial medical ultrasound machine7 with a PC running commercial particle image velocimetry (PIV) software8 is described, and validation measurements in Hagen-Poiseuille (i.e., laminar pipe) flow are reported.
For the EPIV measurements, a phased array probe connected to the medical ultrasound machine is used to generate a two-dimensional ultrasound image by pulsing the piezoelectric probe elements at different times. Each probe element transmits an ultrasound pulse into the fluid, and tracer particles in the fluid (either naturally occurring or seeded) reflect ultrasound echoes back to the probe where they are recorded. The amplitude of the reflected ultrasound waves and their time delay relative to transmission are used to create what is known as B-mode (brightness mode) two-dimensional ultrasound images. Specifically, the time delay is used to determine the position of the scatterer in the fluid and the amplitude is used to assign intensity to the scatterer. The time required to obtain a single B-mode image, t, is determined by the time it take to pulse all the elements of the phased array probe. For acquiring multiple B-mode images, the frame rate of the system in frames per second (fps) = 1/&delta;t. (See 9 for a review of ultrasound imaging.)
For a typical EPIV experiment, the frame rate is between 20-60 fps, depending on flow conditions, and 100-1000 B-mode images of the spatial distribution of the tracer particles in the flow are acquired. Once acquired, the B-mode ultrasound images are transmitted via an ethernet connection to the PC running the PIV commercial software. Using the PIV software, tracer particle displacement fields, D(x,y)[pixels], (where x and y denote horizontal and vertical spatial position in the ultrasound image, respectively) are acquired by applying cross correlation algorithms to successive ultrasound B-mode images.10 The velocity fields, u(x,y)[m/s], are determined from the displacements fields, knowing the time step between image pairs, &Delta;T[s], and the image magnification, M[meter/pixel], i.e., u(x,y) = MD(x,y)/&Delta;T. The time step between images &Delta;T = 1/fps + D(x,y)/B, where B[pixels/s] is the time it takes for the ultrasound probe to sweep across the image width. In the present study, M = 77[&mu;m/pixel], fps = 49.5[1/s], and B = 25,047[pixels/s]. Once acquired, the velocity fields can be analyzed to compute flow quantities of interest.

An echo particle image velocimetry (EPIV) system capable of acquiring two-dimensional fields of velocity in optically opaque fluids or through optically opaque geometries is described, and validation measurements in pipe flow are reported.

صدى الجسيمات Velocimetry صورة

The transport of mass, momentum, and energy in fluid flows is ultimately determined by spatiotemporal distributions of the fluid velocity field.1 ...

Probing and Mapping Electrode Surfaces in Solid Oxide Fuel Cells

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are potentially the most efficient and cost-effective solution to utilization of a wide variety of fuels beyond hydrogen 1-7. The performance of SOFCs and the rates of many chemical and energy transformation processes in energy storage and conversion devices in general are limited primarily by charge and mass transfer along electrode surfaces and across interfaces. Unfortunately, the mechanistic understanding of these processes is still lacking, due largely to the difficulty of characterizing these processes under in situ conditions. This knowledge gap is a chief obstacle to SOFC commercialization. The development of tools for probing and mapping surface chemistries relevant to electrode reactions is vital to unraveling the mechanisms of surface processes and to achieving rational design of new electrode materials for more efficient energy storage and conversion2. Among the relatively few in situ surface analysis methods, Raman spectroscopy can be performed even with high temperatures and harsh atmospheres, making it ideal for characterizing chemical processes relevant to SOFC anode performance and degradation8-12. It can also be used alongside electrochemical measurements, potentially allowing direct correlation of electrochemistry to surface chemistry in an operating cell. Proper in situ Raman mapping measurements would be useful for pin-pointing important anode reaction mechanisms because of its sensitivity to the relevant species, including anode performance degradation through carbon deposition8, 10, 13, 14 ("coking") and sulfur poisoning11, 15 and the manner in which surface modifications stave off this degradation16. The current work demonstrates significant progress towards this capability. In addition, the family of scanning probe microscopy (SPM) techniques provides a special approach to interrogate the electrode surface with nanoscale resolution. Besides the surface topography that is routinely collected by AFM and STM, other properties such as local electronic states, ion diffusion coefficient and surface potential can also be investigated17-22. In this work, electrochemical measurements, Raman spectroscopy, and SPM were used in conjunction with a novel test electrode platform that consists of a Ni mesh electrode embedded in an yttria-stabilized zirconia (YSZ) electrolyte. Cell performance testing and impedance spectroscopy under fuel containing H2S was characterized, and Raman mapping was used to further elucidate the nature of sulfur poisoning. In situ Raman monitoring was used to investigate coking behavior. Finally, atomic force microscopy (AFM) and electrostatic force microscopy (EFM) were used to further visualize carbon deposition on the nanoscale. From this research, we desire to produce a more complete picture of the SOFC anode.

We present a unique platform for characterizing electrode surfaces in solid oxide fuel cells (SOFCs) that allows simultaneous performance of multiple characterization techniques (e.g. in situ Raman spectroscopy and scanning probe microscopy alongside electrochemical measurements). Complementary information from these analyses may help to advance toward a more profound understanding of electrode reaction and degradation mechanisms, providing insights into rational design of better materials for SOFCs.

التحقيق ورسم الخرائط أسطح الكهربائي في خلايا الوقود الصلبة أكسيد

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are potentially the most efficient and cost-effective solution to utilization of a wide variety of fuels beyond hydrogen ...

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

Nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition of metal oxides with tunable morphology, structure, density and stoichiometry by a proper control of the plasma plume expansion dynamics. Such versatility can be exploited to produce nanostructured films from compact and dense to nanoporous characterized by a hierarchical assembly of nano-sized clusters. In particular we describe the detailed methodology to fabricate two types of Al-doped ZnO (AZO) films as transparent electrodes in photovoltaic devices: 1) at low O2 pressure, compact films with electrical conductivity and optical transparency close to the state of the art transparent conducting oxides (TCO) can be deposited at room temperature, to be compatible with thermally sensitive materials such as polymers used in organic photovoltaics (OPVs); 2) highly light scattering hierarchical structures resembling a forest of nano-trees are produced at higher pressures. Such structures show high Haze factor (&gt;80%) and may be exploited to enhance the light trapping capability. The method here described for AZO films can be applied to other metal oxides relevant for technological applications such as TiO2, Al2O3, WO3 and Ag4O4.

We describe the experimental method to deposit nanostructured oxide thin films by nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas. By using this method Al-doped ZnO (AZO) films, from compact to hierarchically structured as nano-tree forests, can be deposited.

تلفيق نانو هندسيا إجراء أكاسيد شفافة من ترسب الليزر النبضي

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

High-resolution, High-speed, Three-dimensional Video Imaging with Digital Fringe Projection Techniques

Digital fringe projection (DFP) techniques provide dense 3D measurements of dynamically changing surfaces.&#160;Like the human eyes and brain, DFP uses triangulation between matching points in two views of the same scene at different angles to compute depth.&#160;However, unlike a stereo-based method, DFP uses a digital video projector to replace one of the cameras1. The projector rapidly projects a known sinusoidal pattern onto the subject, and the surface of the subject distorts these patterns in the camera&#8217;s field of view. Three distorted patterns (fringe images) from the camera can be used to compute the depth using triangulation.
Unlike other 3D measurement methods, DFP techniques lead to systems that tend to be faster, lower in equipment cost, more flexible, and easier to develop.&#160;DFP systems can also achieve the same measurement resolution as the camera.&#160;For this reason, DFP and other digital structured light techniques have recently been the focus of intense research (as summarized in1-5). Taking advantage of DFP, the graphics processing unit, and optimized algorithms, we have developed a system capable of 30&#160;Hz 3D video data acquisition, reconstruction, and display for over 300,000 measurement points per frame6,7.&#160;Binary defocusing DFP methods can achieve even greater speeds8.
Diverse applications can benefit from DFP techniques. Our collaborators have used our systems for facial function analysis9, facial animation10, cardiac mechanics studies11, and fluid surface measurements, but many other potential applications exist.&#160;This video will teach the fundamentals of DFP techniques and illustrate the design and operation of a binary defocusing DFP system.

This video describes the fundamentals of digital fringe projection techniques, which provide dense 3D measurements of dynamically changing surfaces.&#160;It also demonstrates the design and operation of a high-speed binary defocusing system based on these techniques.

عالية الدقة، والسرعة الفائقة، والتصوير ثلاثي الأبعاد الفيديو مع تقنيات الإسقاط هامش الرقمية

Digital fringe projection (DFP) techniques provide dense 3D measurements of dynamically changing surfaces.&#160;Like the human eyes and brain, DFP uses ...

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra shallow and sharp doping profiles at the nanometer scale. In MLCD process the dopant source is a monolayer containing dopant atoms.
In this article a detailed procedure for surface doping of silicon substrate as well as silicon nanowires is demonstrated. Phosphorus dopant source was formed using tetraethyl methylenediphosphonate monolayer on a silicon substrate. This monolayer containing substrate was brought to contact with a pristine intrinsic silicon target substrate and annealed while in contact. Sheet resistance of the target substrate was measured using 4 point probe. Intrinsic silicon nanowires were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) process using a vapor-liquid-solid (VLS) mechanism; gold nanoparticles were used as catalyst for nanowire growth. The nanowires were suspended in ethanol by mild sonication. This suspension was used to dropcast the nanowires on silicon substrate with a silicon nitride dielectric top layer. These nanowires were doped with phosphorus in similar manner as used for the intrinsic silicon wafer. Standard photolithography process was used to fabricate metal electrodes for the formation of nanowire based field effect transistor (NW-FET). The electrical properties of a representative nanowire device were measured by a semiconductor device analyzer and a probe station.

A detailed procedure for surface doping of Silicon interfaces is provided. The ultra-shallow surface doping is demonstrated by using phosphorus containing monolayers and rapid annealing process. The method can be used for doping of macroscopic area surfaces as well as nanostructures.

الاتصال أحادي الطبقة المنشطات من السيليكون السطوح والأسلاك المتناهية الصغر عن طريق المركبات الفوسفورية العضوية

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Visualization of High Speed Liquid Jet Impaction on a Moving Surface

Two apparatuses for examining liquid jet impingement on a high-speed moving surface are described: an air cannon device (for examining surface speeds between 0 and 25 m/sec) and a spinning disk device (for examining surface speeds between 15 and 100 m/sec). The air cannon linear traverse is a pneumatic energy-powered system that is designed to accelerate a metal rail surface mounted on top of a wooden projectile. A pressurized cylinder fitted with a solenoid valve rapidly releases pressurized air into the barrel, forcing the projectile down the cannon barrel. The projectile travels beneath a spray nozzle, which impinges a liquid jet onto its metal upper surface, and the projectile then hits a stopping mechanism. A camera records the jet impingement, and a pressure transducer records the spray nozzle backpressure. The spinning disk set-up consists of a steel disk that reaches speeds of 500 to 3,000 rpm via a variable frequency drive (VFD) motor. A spray system similar to that of the air cannon generates a liquid jet that impinges onto the spinning disc, and cameras placed at several optical access points record the jet impingement. Video recordings of jet impingement processes are recorded and examined to determine whether the outcome of impingement is splash, splatter, or deposition. The apparatuses are the first that involve the high speed impingement of low-Reynolds-number liquid jets on high speed moving surfaces. In addition to its rail industry applications, the described technique may be used for technical and industrial purposes such as steelmaking and may be relevant to high-speed 3D printing.

Two experimental devices for examining liquid jet impingement on a high-speed moving surface are described: an air cannon device and a spinning disk device. The apparatuses are used to determine optimal approaches to the application of liquid friction modifier (LFM) onto rail tracks for top-of-rail friction control.

تصور عالية السرعة السائل جيت الانحشار على السطح المتحرك

Two apparatuses for examining liquid jet impingement on a high-speed moving surface are described: an air cannon device (for examining surface speeds ...

Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their behavior for single stages of a process or even an entire process. For the simulation with occurring particle-particle and particle-wall contacts, the value of the coefficient of restitution is required. It can be determined experimentally. The coefficient of restitution depends on several parameters like the impact velocity. Especially for fine particles the impact velocity depends on the air pressure and under atmospheric pressure high impact velocities cannot be reached. For this, a new experimental setup for free-fall tests under vacuum conditions is developed. The coefficient of restitution is determined with the impact and rebound velocity which are detected by a high-speed camera. To not hinder the view, the vacuum chamber is made of glass. Also a new release mechanism to drop one single particle under vacuum conditions is constructed. Due to that, all properties of the particle can be characterized beforehand.

The coefficient of restitution is a parameter that describes the loss of kinetic energy during collision. Here, a free-fall setup under vacuum conditions is developed to be able to determine the coefficient of restitution parameter for particles in micrometer range with high impact velocities.

وضع الإعداد التجريبية لقياس معامل الرد تحت ظروف الفراغ

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their ...

Three-dimensional Particle Tracking Velocimetry for Turbulence Applications: Case of a Jet Flow

3D-PTV is a quantitative flow measurement technique that aims to track the Lagrangian paths of a set of particles in three dimensions using stereoscopic recording of image sequences. The basic components, features, constraints and optimization tips of a 3D-PTV topology consisting of a high-speed camera with a four-view splitter are described and discussed in this article. The technique is applied to the intermediate flow field (5 &#60;x/d &#60;25) of a circular jet at Re &#8776; 7,000. Lagrangian flow features and turbulence quantities in an Eulerian frame are estimated around ten diameters downstream of the jet origin and at various radial distances from the jet core. Lagrangian properties include trajectory, velocity and acceleration of selected particles as well as curvature of the flow path, which are obtained from the Frenet-Serret equation. Estimation of the 3D velocity and turbulence fields around the jet core axis at a cross-plane located at ten diameters downstream of the jet is compared with literature, and the power spectrum of the large-scale streamwise velocity motions is obtained at various radial distances from the jet core.

A three-dimensional particle tracking velocimetry (3D-PTV) system based on a high-speed camera with a four-view splitter is described here. The technique is applied to a jet flow from a circular pipe in the vicinity of ten diameters downstream at Reynolds number Re &#8776; 7,000.

ثلاثي الأبعاد السرعة بواسطة الجسيمات تتبع للتطبيقات الاضطراب: حالة من تدفق جت

3D-PTV is a quantitative flow measurement technique that aims to track the Lagrangian paths of a set of particles in three dimensions using stereoscopic ...

High-speed Continuous-wave Stimulated Brillouin Scattering Spectrometer for Material Analysis

Recent years have witnessed a significant increase in the use of spontaneous Brillouin spectrometers for non-contact analysis of soft matter, such as aqueous solutions and biomaterials, with fast acquisition times. Here, we discuss the assembly and operation of a Brillouin spectrometer that uses stimulated Brillouin scattering (SBS) to measure stimulated Brillouin gain (SBG) spectra of water and lipid emulsion-based tissue-like samples in transmission mode with &lt;10 MHz spectral-resolution and &lt;35 MHz Brillouin-shift measurement precision at &lt;100 ms. The spectrometer consists of two nearly counter-propagating continuous-wave (CW) narrow-linewidth lasers at 780 nm whose frequency detuning is scanned through the material Brillouin shift. By using an ultra-narrowband hot rubidium-85 vapor notch filter and a phase-sensitive detector, the signal-to-noise-ratio of the SBG signal is significantly enhanced compared to that obtained with existing CW-SBS spectrometers. This improvement enables measurement of SBG spectra with up to 100-fold faster acquisition times, thereby facilitating high spectral-resolution and high-precision Brillouin analysis of soft materials at high speed.

We describe the construction of a rapid continuous-wave-stimulated-Brillouin-scattering (CW-SBS) spectrometer. The spectrometer employs single-frequency diode-lasers and an atomic vapor notch-filter to acquire transmission spectra of turbid/non-turbid samples with high spectral-resolution at speeds up to 100-fold faster than those of existing CW-SBS spectrometers. This improvement enables high-speed Brillouin material analysis.

عالية السرعة كونتينووسوافي برلين حفز نثر مطياف لتحليل المواد

Recent years have witnessed a significant increase in the use of spontaneous Brillouin spectrometers for non-contact analysis of soft matter, such as ...

Multiscale Structures Aggregated by Imprinted Nanofibers for Functional Surfaces

Multiscale surface structures have attracted increasing interest owing to several potential applications in surface devices. However, an existing challenge in the field is the fabrication of hybrid micro-nano structures using a facile, cost-effective, and high-throughput method. To overcome these challenges, this paper proposes a protocol to fabricate multiscale structures using only an imprint process with an anodic aluminum oxide (AAO) filter and an evaporative self-aggregation process of nanofibers. Unlike previous attempts that have aimed to straighten nanofibers, we demonstrate a unique fabrication method for multiscale aggregated nanofibers with high aspect ratios. Furthermore, the surface morphology and wettability of these structures on various liquids were investigated to facilitate their use in multifunctional surfaces.

Presented is an easy method to fabricate nano-micro multiscale structures, for functional surfaces, by aggregating nanofibers fabricated using an anodic aluminum oxide filter.