חומר זה מבוסס על העבודה נתמכת על ידי הקרן הלאומית למדע בארה&quot;ב תחת גרנט לא CBET-1032930 ועבודות שבוצע באוניברסיטת כמותי לייזר האבחון במעבדה של מישיגן.

<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>

יש מחברים אין לחשוף.

כמו בכל טכניקת מדידה אופטית זרימה, תכנון ההתקנה של velocimetry תמונת חלקיקים במהירות גבוהה (PIV) דורש הערכה של אילוצים ופשרות הערכה הטובות ביותר למשימה המדידה בהישג יד. הבחירה של הגדלת תמונה, מסגרת דולר, נכסי חוץ לייזר, וניתוח אלגוריתמים תלויה בפרטים של הזרימה תחת מחקר. אם יהיה בכך צורך, חייבים להתנהל מדידות גישוש לזהות הגדרות פרמטרים למדידות איכות גבוהות. מאמר זה מתאר את ההליך באופן כללי וחלק מתוצאות המדגם לPIV במהירות גבוהה כדי ללמוד את שכבת הגבול של זרימה לאורך צלחת שטוחה. רצף של 500 תמונות נרשם ב5 קילוהרץ. מיקרוסקופ למרחקים ארוכים היה בשימוש כדי להשיג מ&quot;מ תחום של נוף 2.4 x 1.8 2 הממוקם על פני השטח הצלחת. תאורה באיכות גבוהה של טיפות שמן הזרעים הושגה עם קרן מליזר מצב מוצק דיודה-נשאב פעם שהורחב לאור sheet באמצעות homogenizer קורה. קרן homogenizer מכיל מערך עדשת מיקרו מורכב מעדשות גליליות קטנות וטלסקופים נוספים, משולבים. מיקרו עדשת המערך מרחיב את האלומה המעגלית בכיוון האנכי על ידי פיצול אלומת האור הנכנס לbeamlets. ואז הטלסקופ הבא כופה את beamlets ליצור גיליון אור עם חלוקת עוצמת אור אפילו במטוס גיליון האור הרגיל להתפשטות הקורה. תמונות עובדו באמצעות אלגוריתם חוצה קשר PIV. יצוין כי קרן הומוגני היא מועילה, במיוחד כאשר עובדים ליד משטחים, אבל זה לא קריטי ליישום המתואר כאן. השיטה שתוארה בהליך זה מאפשרת לחקירות שאינן פולשניות ברזולוציה גבוהה, במהירות גבוהה על תזרים באמצעות אלגוריתמי מתאם חזקים. היתרונות העיקריים של שיטה זו ברזולוציה גבוהה, במהירות גבוהה הם רזולוציה מדידת מרחב ובזמן ואת היכולת לזהות ולעקוב אחרהאבולוציה של מבנים בתוך הזרימה. שימוש בשיטות אלה, Alharbi 6 וJainski et al. 8 הדגימו את היכולת לדמיין ולעקוב אחר מבני מערבולת בתוך שכבת הגבול של מנוע בעירה פנימי. תכונות עיקריות אלה מאפשרות חקירות על המבנה והדינמיקה של זרמים חולפים מאוד. יתר על כן, ניתן להרחיב מעבר PIV, שדות מהירות דו רכיבים דו ממדים (2D-2C) (כפי שמתואר כאן) כדי לפתור את 3 רכיבים (3C) במטוס (סטריאו-PIV) ובנפח (טומוגרפית PIV , סריקת PIV, הולוגרפית PIV). בנוסף, PIV עשוי להיות מיושם עם טכניקות אחרות כגון לייזר מישוריים-Induced הקרינה (PLIF), מסונן ריילי פיזור (FRS), וphosphors thermographic כדי להשיג מדידות 2D בו זמניות של מהירות וscalars האחרים (טמפרטורה, ריכוז מינים, יחסי שקילות) 11 -14. שיטות אופטיות, המבוססים על לייזר אלה יכולות להיות מיושמות באופן ישיר לחקירה והמוניתתהליכי חילופי אנרגיה ביישומים רבים, כגון קיר קרוב זורמים במנוע בעירה פנימי.

מדידות רב ממדיות של מהירויות והיכולת לעקוב אחר שדה הזרימה בזמן לספק מידע קריטי בתחומים רבים של מדע, הנדסה, ומדעי בריאות. בין הטכניקות הנפוצות ביותר להדמית זרימה הוא velocimetry תמונת החלקיקים (PIV). בתחילה הוקם כטכניקה מישוריים שתמונות מדודות של שניים במטוס רכיבי מהירות, גרסאות PIV פותחו כדי לספק יכולות מדידה של שלושה מרכיבים ונפח. כל המערכות מורכבות מחלקיקי PIV נותבים, אחד או יותר מקורות אור, ואחד או יותר מצלמות. חלקיקים מוצקים או טיפות משמשים בדרך כלל כחלקיקים נותב אבל בועות הגלומות בתזרים עשויות לשמש גם כחלקיקים נותבים. המצלמה (ים) ואז תמונה (ים) או מפוזרת נפלט אור מהחלקיקים נותב אחרי שהם מוקרנים על ידי מקור האור (ים). בין מגוון הרחב של וריאציות 1,2 אחד הנפוצה ביותר לוכד שני רכיבי מהירות במטוס בחולדהדואר של כמה פריימים לשנייה. לאחרונה, מכשור חדש אפשר מדידות שיעור גבוהה מסגרת (&gt; קילוהרץ 1) כי פעל זרימה בסקלות זמן סוערת בטווח קילוהרץ. PIV קובע תחום מהירות על ידי מעקב אחר התנועה הממוצעת של קבוצות חלקיקים מזוג התמונות כי הם מופרדים על ידי עיכוב זמן ידוע. כל תמונה מחולקת לרשת של Windows חקירה במרווחים קבוע. גודל חלון החקירה הנפוץ ביותר הוא 32 פיקסלים 32. אלגוריתם מחשב את הפונקציה חוצה קשר לחקירה את כל החלונות, וכתוצאה מעקירת וקטור אחד לכל חלון חקירה ולכן מייצר רשת רגילה של וקטורים. חלוקת שדה וקטור ההעתקה על ידי עיכוב זמן לאחר מכן קובעת את שדה וקטור המהירות. בעת תכנון מדידות PIV זה חשוב להבין, כי בדרך כלל הבחירה של הגדרות ניסיוניות היא פשרה בין דרישות סותרות. במילים אחרות, ההתנסותתנאים נפשיים צריכים להיות מתוכננים בקפידה כדי ללכוד את ההיבטים של התזרים שהם בעלי חשיבות ללימוד בהישג יד. את הספרים של ראפל et al. 1 ואדריאן וסטרוויל 2 לספק דיונים מעמיקים מצוינים של האילוצים הללו. כאן אנו מדגישים כמה שהם קריטיים ביותר בהקשר הנוכחי. הבחירה של השדה של הנוף (FOV) תקבע את נקודת הפתיחה לבחירת הפרמטר כאן. מספר הפיקסלים בשבב המצלמה ולאחר מכן קובע את הרזולוציה מרחבית ומספר הווקטורים שמתקבלים, בהנחה שמישהו בוחר להשתמש גדלי חלון חקירה של 32 פיקסלים 32, לעתים קרובות עם חפיפה 50% במהלך ההליך חוצה קשר. צפיפות זריעה של 8-10 חלקיקים לכל חלון חקירה בדרך כלל רצויה לסייע לתפקוד חוצה קשר. עם זאת, יש אלגוריתמים מיוחדים, כגון velocimetry מעקב אחר חלקיקים (PTV) וזמן ממוצע על מתאם גישות, שעשוילהשתמש בו כדי לטפל במצבים עם צפיפות זריעה נמוכה (1-3 חלקיקים / חלון חקירה) כפי שקורה עם הדמיה ליד משטחים. שים לב שהמהירות הדרגתיים בתוך כל חלון חקירה צריך להיות קטן, כדי למנוע הטיה בווקטור המתקבל הנציג לחלון זה. כלל של אגודל הוקם הוא שחלקיקי ההתקות בין הפריים הראשון והשני לא יעלו על 8 פיקסלים (¼ של גודל חלון החקירות) כדי לצמצם את המספר של זיווג הפסדים (הפסד של תמונות חלקיקים בתוך החלון מהחקירה הראשונה מסגרת למסגרת השנייה) למתאם. כתוצאה מכך, יש לו את הזמן בין שתי פעימות לייזר רצופות (DT) להיות בהתאם. עם זאת, הפחתת DT מתחת למקבילה של התקות 8-pixel תקטין את הטווח הדינמי המהירות בגלל מגבלת הרזולוציה הקצה התחתונה היא בסדר גודל של עקירת פיקסל 0.1. בדומה לעקירת W-8 פיקסלithin מטוס ההדמיה, חלקיקי המהירות הגבוהים ביותר לא צריכים לעבור יותר מ ¼ מעובי גיליון האור, שוב כדי לצמצם את מספר הפסדי זיווג. מאז השהות בין שתי פעימות לייזר משמשת כדי להבטיח את המתאמים הטובים ביותר בתוך מטוס גיליון האור, העובי של הגיליון הוא משתנה בהקשר זה. תוך האחידות של עוצמת האור היא לא קריטית כמו שזה הוא למדידות המבוססות על עוצמת כגון מישוריים לייזר מושרה הקרינה 3 הדמיה, פרופיל קרן העליון כובע ליד מסייע איכות PIV, במיוחד עבור הדמיה ברזולוציה גבוהה יותר. באופן כללי, כמה הנחות על אופי הזרימה במחקר יכולות לשמש כנקודת התחלה בבחירת פרמטרים ניסיוניים. לאחר מכן, יש צורך בניסויי הגישוש כדי לחדד את ההגדרות. כאן אנו מתארים כיצד להגדיר את ניסוי PIV המאפשר מדידות הדמיה קצב פריימים גבוהות של שניים compone מהירותNTS עם רזולוציה מרחבית שהוא נאות לפתרון מבני שכבת גבול. המטרה זו מושגת באמצעות שימוש בשיעור גבוהה חזרות TEM 00-דיודה שאוב לייזר מצב מוצק, מיקרוסקופ למרחקים ארוכים, ומצלמת CMOS קצב פריימים גבוהה. כמה פרטים על הדמיה ליד המשטחים כלולים גם.

<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

תזרים רב ממדי וחולף לשחק תפקיד מפתח בתחומים רבים של מדע, הנדסה, ומדעי בריאות אך לעתים קרובות אינו מובן היטב. האופי המורכב של זרמים אלה ניתן ללמוד באמצעות velocimetry חלקיק תמונה (PIV), טכניקת הדמיה מבוססת לייזר לתזרימי אופטי נגישים. למרות צורות רבות של PIV שקיימות להרחיב את השיטה מעבר למישורים מקורי יכולות מדידת מהירות של שני רכיבים, מערכת PIV הבסיסית מורכבת ממקור אור (לייזר), מצלמה, חלקיקים נותבים, וניתוח אלגוריתמים. ההדמיה והקלטת הפרמטרים, מקור האור, ואת האלגוריתמים מותאמים כדי לייעל את ההקלטה לזרימה של עניין ולקבל נתונים מהירות חוקיות. מהירויות שני מרכיבי מדד חקירות PIV נפוץ במטוס בכמה מסגרות לשנייה. שיעור גבוה מסגרת (&gt; קילוהרץ 1) מדידות עם זאת, ההתפתחויות האחרונות במכשור שהקלו מסוגלות לפתור transiאף אוזן גרון זורם עם רזולוציה גבוהה זמנית. לכן, יש לי מדידות שיעור גבוהה מסגרת חקירות מופעלים באבולוציה של המבנה והדינמיקה של זרמים חולפים מאוד. חקירות אלה לשחק תפקיד קריטי בהבנת הפיזיקה הבסיסית של תזרים מורכב. תיאור מפורט לביצוע ברזולוציה גבוהה, מישורי במהירות גבוהה PIV ללמוד זרימה חולפת סמוך לפני השטח של צלחת שטוחה מוצג כאן. פרטים עבור התאמת אילוצי הפרמטרים כגון תמונה ומאפייני הקלטה, את מאפייני גיליון לייזר, ועיבוד אלגוריתמים להסתגל PIV לכל זרימה של עניין כלולים.

תמונה של ההגדרה מוצגת באיור 1. תמונות חלקיקי גלם של חלון 32 x 32 פיקסל חקירה בסמוך לקיר משתי תמונות שצולמו ברצף מוצגות באיור 2. החלקיקים באיור 2a הם עקורים 2-3 פיקסלים לצד ימין באיור 2b ולספק את &quot;כלל רבע&quot;, שבו נקבע כי התקות חלקיקים במטוס ומחוץ למטוס לא יעלו על רבע מגודל חלון החקירה . בנוסף לכך, חלקיקי הצפיפות לחלון חקירה צריכה להיות בערך 8-10 חלקיקים מאז אלגוריתמי מתאם PIV לעקוב אחר קבוצות של חלקיקים. עם זאת, צפיפות הזריעה בסמוך לקיר PIV חקירות היא לעתים קרובות על סדר החלקיקים 1-3. לכן, יש להשתמש באלגוריתמים ייעודיים לטיפול במחקרים עם צפיפות זריעה נמוכה יותר, כגון חלקיקי מעקב velocimetry (PTV) אלגוריתמים, העוקבים אחר חלקיקים בודדים 1,2,4-6. גישת קורלציה זמן ממוצעים7,8 עשוי לשמש גם כדי לטפל בבעיות צפיפות זריעה נמוכות, אבל זה בדרך כלל גורם לאובדן של החלטה זמנית. בנוסף, הדמיה ליד קירות מושפעות השתקפויות לייזר בהירות שעשויים להשפיע לרעה על מתאמי PIV ולייצר וקטורי שווא. השתקפויות בהירות אלה גם להגביל את עמדתו של וקטור מהירות חוקי הראשון בכיוון הנורמלי הקיר. העיבוד מראש את תמונות חלקיקי הגלם הכרחי כדי לצמצם את ההשפעה של רעשי רקע ממקורות כגון השתקפויות לייזר. בהפגנה זו הווקטור חוקי הראשון היה ממוקם 23 מיקרומטר מהקיר. אחרי תמונות חלקיקי גלם מעובדות תוך שימוש באלגוריתמי מתאם PIV, יש לבחון את האיכות ותוקפם של שדות וקטור מהירות כתוצאה מכך. וקטורים מזויפים הם בלתי נמנעים בתחומי וקטור הגלם, אבל יש כמה מאפיינים ייחודיים. וקטורים שגויים נפוצים ליד משטחים, בשולי גיליון האור, ובקצות Oזרימת הפא. כמו כן, הגודל והכיוון של וקטורים לא חוקיים שונה באופן משמעותי מוקטורים שכנים ולא להפוך את התחושה פיזית. במקרה של דוגמא זרימת שכבת הגבול הזה, את וקטורי מהירות החוקיות צריכים להצביע משמאל לימין כפי שמציינות את התקות חלקיקים מאיור 2. בנוסף, מהירויות צריכה להקטין ליד הקיר בשל החלקה לא מצב 9. שדות המהירות הרגעיים שמוצגים באיור 3 יתאימו גם של קריטריונים הפיסיים אלה. מדד שימושי נוסף כדי להעריך את תוקפו של תוצאות PIV הוא לקבוע את בחירת הווקטור של כל וקטור בתחום וקטור המהירות. באופן כללי, שדה הווקטורים צריך להיות מורכב =&gt; וקטורי בחירה הראשונים של 95%, כלומר אלה שלא נדרשו לאחר עיבוד, כך שאלגוריתמים לעיבוד פוסט חזקים עשויים לשמש כדי לזהות ולהחליף את וקטורים מזויפים מבלי לייצר חפצים ניכרים 2. שדות הווקטור מיידיים שמוצג ב <sטרונג&gt; איור 3 מורכבים כולו מוקטורי 1st בחירה. המשמעות של מדידות במהירות גבוהה, או קולנועיות, PIV מתברר מבדיקה של רצף זמן של תמונות זרימה. שדות וקטור מהירות רגעית (v i) ותנודות מהירות (V &quot;) בתחילת, האמצע וסוף של רצף ההקלטה מוצגים באיור 3. באמצעות פירוק ריינולדס, V אני הוא הסכום של שדה מהירות הממוצע ( <img alt="משוואה" fo:src="/files/ftp_upload/50559/50559eq2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50559/50559eq2.jpg" /> ) ו-V &#39;10. לצורך ניסוי זה, <img alt="משוואה" fo:src="/files/ftp_upload/50559/50559eq2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50559/50559eq2.jpg" /> נקבע על ידי חישוב ממוצע באופן זמני את כל התמונות ברצף. שדות הווקטור מיידיים באמצעותאת רצף ההקלטה דומים מאוד ומראה את הזרימה עוברת משמאל לימין. תוצאות אלו מצביעות על כך שגם הזרימה היא בעיקר בכיוון האופקי מאז רכיב המהירות האופקי (U) הוא הרבה יותר גדול מאשר רכיב המהירות האנכי (V). שדות וקטור התנודות גם מצביעים על כך שניודי המהירות האופקיים (U &#39;) גדולים יותר מתנודות המהירות האנכיות (V&#39;). עם זאת, התנודות גם מצביעות על כך שהזרימה היא ההאטה מאז U &#39;היפוך הכיוון שלה לאורך כל רצף ההקלטה. U בזמן הממוצעים והמיידי - הפרופילים בכמה פעמים שונות לאורך רצף ההקלטה מוצג באיור 4 ולוודא שהזרימה היא להאט במשך זמן. U - הפרופיליםמחדש נקבע על ידי ממוצעים של ארבעה עמודים וקטורית סמוכים יחד כדי לשפר את המובהקות סטטיסטיות של התוצאות קרובות לקיר. ההליך היה בשימוש בעבודה קודמת 6,8. הברים השגיאה מצביעים פעמיים סטיית התקן של ארבעה עמודים וקטורית הסמוכים. בר השגיאה הגדול ביותר מתרחש בקרבת פני השטח של הצלחת ומחזק את הקושי של שימוש באלגוריתמי מתאם PIV לאזורי צפיפות זריעה נמוכה. אלגוריתמים לניתוח כמה הם נועדו לתת מענה צפיפות זריעה נמוכה כגון PTV 5,6 וגישות מתאם הזמן ממוצעות על 7,8. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/50559/50559fig1.jpg" /> איור 1. Benchtop הרכבה. <img alt="איור 2" fo:content-width="5.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50559/50559fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50559/50559fig2.jpg" /> איור 2. תמונות חלקיקים בחקירת 32 x 32 פיקסל ליד הקיר ב) t = 0.2 אלפיות שני וב) t = 0.4 אלפיות שני. את הממדים הפיסיים של חלון החקירה הם 96 x 96 מיקרומטר 2. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/50559/50559fig3.jpg" /> איור 3 משמאל:. מיידי (v i), ומצד ימין: (V &#39;) שדות מהירות תנודות בתחילת, האמצע וסוף של רצף ההקלטה. שדות וקטור מורכבים כולו מוקטורים הראשון בעדיפות. משנה קטן יותר של תחומי הווקטור מוצג לבהירות. שדות V אני מצביעים על זרימת תנועה משמאל לימין ואילו הכיוון ההפוך &quot;V. יש לציין כי רק בכל עמודה רביעית וקטור בכיוון האופקי מוצגת לבהירות. בנוסף, בקנה מידה המהירות בין השדות ואני V &quot;V הוא שונה כפי שצוין בפינה השמאלית העליונה של כל תמונה. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/50559/50559fig4.jpg" /> איור 4. אופקי מהירות (U) פרופילים בזמנים שונים במהלך הזרימה. u בזמן ממוצעים - פרופיל מוצג במעגלים. ברים שגיאה המוצגים על t = 0.1 אלפיות פרופיל הם נציג של ברים שגיאה עבור כל פעמים אחרות. ההיסטוריה הזמן של U - פרופילים מציגה ירידה בזרימה לאורך זמן.

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

High-speed Particle Image Velocimetry Near Surfaces

הליך ללימוד תזרים חולף ליד הגבולות באמצעות velocimetry ברזולוציה גבוהה, במהירות גבוהה חלקיק תמונה (PIV) מתואר כאן. PIV הוא טכניקת מדידה לא פולשנית ישימה לכל זרימה אופטית נגישה על ידי אופטימיזציה של כמה אילוצי פרמטרים כגון מאפייני התמונה והקלטה, את מאפייני גיליון לייזר, וניתוח אלגוריתמים.

Velocimetry תמונת חלקיקים במהירות גבוהה ליד משטחים

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. הליך ללימוד תזרים חולף ליד הגבולות באמצעות velocimetry ברזולוציה גבוהה, במהירות גבוהה חלקיק תמונה (PIV) מתואר כאן. PIV הוא טכניקת מדידה לא פולשנית ישימה לכל זרימה אופטית נגישה על ידי אופטימיזציה של כמה אילוצי פרמטרים כגון מאפייני התמונה והקלטה, את מאפייני גיליון לייזר, ו...

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.

הד Velocimetry תמונת חלקיקים

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.

חיטוט ומיפוי משטחי אלקטרודה דלק תאי תחמוצת מוצקות

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.

ייצור של ננו מהונדס תחמוצות שקופות לנהל בתצהיר ליזר פעם

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.

ברזולוציה גבוהה, במהירות גבוהה, הדמיה וידאו תלת ממדית עם טכניקות הקרנה הדיגיטלי פרינג&#39;

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.

חד שכבתי לתקשר סימום של משטחי סיליקון וNanowires שימוש בתרכובות זרחן אורגניות

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.

ויזואליזציה של High Speed ​​Liquid Jet Impaction על משטח העברה

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.

פיתוח של התקנה ניסיונית עבור המדידה של מקדם התקומה בתנאי אבק

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.

תלת ממד חלקיקי מעקב velocimetry עבור יישומי Turbulence: מקרה של 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 ...

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.

ספקטרומטר פיזור מהיר ברילואן מגורה מכ לניתוח גשמי

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.