Name: impacts of free-falling spheres on a deep liquid pool with altered fluid and impactor surface conditions
Uploaded: 2019-02-17T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Impacts of Free-falling Spheres on a Deep Liquid Pool with Altered Fluid and Impactor Surface Conditions at JoVE.com

ويود المؤلفون الاعتراف بكلية الهندسة والكمبيوتر العلوم (سيكس) في جامعة فلوريدا المركزية لتمويل هذا المشروع، جوشوا شجرة المواد وسكيك كريس للصور البداية ونيكولاس سميث لتعليقات قيمة.

1-تكوين التجربة بالنسبة للتأثيرات العمودية
<ol><li>ملء خزان مياه شفافة لإبعاد حوالي 60 سم × 30 سم × 36 سم (طول × الوزن × العمق) مع 32 لتر الماء وجبل مسطرة متر (النطاق المرئي) عمودياً داخل الحاوية بالقاعدة ترقد السائل، كما هو مبين في الشكل 1 ألف. ملاحظة: العمق والعرض من الدبابة يجب أن...

<ol>
	<li>Watson, D. A., Stephen, J. L., Dickerson, 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=Jet+amplification+and+cavity+formation+induced+by+penetrable+fabrics+in+hydrophilic+sphere+entry.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cavity dynamics of water entry for spheres and ballistic projectiles. , (2009).</li><li>Truscott, T., Techet, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+entry+of+spinning+spheres.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+entry+of+spinning+hydrophobic+and+hydrophilic+spheres.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Numerical+investigation+of+water+entry+of+half+hydrophilic+and+half+hydrophobic+spheres.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+with+a+liquid+surface+studied+by+the+aid+of+instantaneous+photography.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+with+a+liquid+surface+studied+by+the+aid+of+instantaneous+photography.+Paper+II.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Making+a+splash+with+water+repellency.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&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.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+tuning+of+a+splash.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+selection+of+optimum+Savitzky-Golay+filters.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extravagant+viscoelastic+effects+in+the+Worthington+jet+experiment.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet+impact+on+deep+liquid+pools:+Rayleigh+jet+to+formation+of+secondary+droplets.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+water+entry+cavity+formed+by+low+bond+number+impacts.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+entry+of+small+hydrophobic+spheres.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+water+entry+of+decelerating+spheres.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unsteady+forces+on+spheres+during+free-surface+water+entry.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+entry+of+projectiles.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+and+breakup+of+Worthington+jets+after+cavity+collapse+part+1.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+the+drag+force+on+a+falling+ball.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vertical+impact+of+a+sphere+falling+into+water.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mosquitoes+survive+raindrop+collisions+by+virtue+of+their+low+mass.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raindrops+push+and+splash+flying+insects.">Raindrops push and splash flying insects.</a> Physics of Fluids. 26, 02710 (2014).</li></ol>

ويصف هذا البروتوكول تصميم التجارب وأفضل الممارسات للتحقيقات المتعلقة بمجالات وكيبلر إلى بركة عميقة سائل. علينا أن نبدأ بتسليط الضوء على الخطوات اللازمة لتكوين التجربة بالنسبة للتأثيرات العمودية. فمن المهم خلق بيئة مثالية من بداية باستخدام منطقة دفقة كبيرة بما فيه الكفاية أن آثار الجدار...

وصف ديناميات دفقة الناشئة عن الآثار العمودي للأجسام الصلبة على تجمع سائل عمق1 ينطبق على التطبيقات العسكرية والبحرية والصناعية مثل القذائف التسيارية الدخول والبحر سطح الماء تهبط2، 3،،من45. أجريت الدراسات الأولى لدخول الماء جيدا قبل أكثر من قرن6،7. هنا، نحن وضع بروتوكولات واضحة متعمقة وأفضل الممارسات لتحقيق نتائج متسقة للتحقيقات دخول المياه. للمساعدة في تصميم تجريبي صالحة، تقدم طريقة للحفاظ على الظروف الصحية، تغيير ظروف السطح البيني، السيطرة على المعلمات بدون أبعاد، تعديل المواد الكيميائية لسطح المسبار، والتصور من البداية الكينماتيكا.
إظهار الآثار الرأسي لمجالات وكيبلر ماء على السائل هادئة أي علامة على الهواء-فخ في السرعات المنخفضة8. ونجد أن وضع الأقمشة حدودية رقيقة فوق سطح السائل يسبب تشكيل تجويف بسبب التدفق القسري الفصل1. يستفيض كمية ضئيلة من النسيج على السطح المرشوش عبر مجموعة من المعتدلين ويبر أرقام بينما يخفف طبقات يكفي الرش مجالات التغلب على السحب في دخول السوائل1. في هذه المقالة، نشرح البروتوكولات المناسبة لإنشاء تأثيرات القوة المادية على دخول المياه من المجالات ماء.
إظهار الرواطم الصعود لتاج دفقة متطورة، تليها تجويف تشكيل البقع من مسعور نتوء النفاثة الأولية عالية فوق السطح عند مقارنة نظرائهم تروق المياه8. نقدم هنا، نهجاً لتحقيق صد الماء عن طريق تعديل سطح مجالات ماء كيميائيا.
مع ظهور الكاميرات عالية السرعة، والتصور البداية وتوصيف أصبحت أقرب منالاً. وحتى مع ذلك، المعايير المتبعة في المجال الدعوة لاستخدام كاميرا واحدة متعامد على المحور الرئيسي للسفر. ونحن تبين أن استخدام كاميرا عالية السرعة الإضافية للآراء العامة اللازمة لتقرر الإضراب مجالات الموقع المقصود.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:728px;" width="727">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">3D Printer</td>
			<td style="width:132px;">FlashForge</td>
			<td style="width:185px;">Creator Pro</td>
			<td style="width:195px;">Dual Extrusion</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Alcohol</td>
			<td style="width:132px;">Swan</td>
			<td style="width:185px;">M314</td>
			<td>99% Isopropyl</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">BNC Cables</td>
			<td style="width:132px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:185px;">2249-C-24</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Caliper</td>
			<td style="width:132px;">Anytime Tools</td>
			<td style="width:185px;">203185</td>
			<td>Dial</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Camera</td>
			<td style="width:132px;">Photron</td>
			<td style="width:185px;">Mini AX-100</td>
			<td>16GB Ram</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Computer</td>
			<td style="width:132px;">Dell</td>
			<td style="width:185px;">Windows 7 Pro</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fabric</td>
			<td style="width:132px;">Georgia Pacific</td>
			<td style="width:185px;">19378</td>
			<td>Toilet Paper</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fabric</td>
			<td style="width:132px;">Kleenex</td>
			<td style="width:185px;">10036000478478</td>
			<td>Tissue</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Laser Cutter</td>
			<td style="width:132px;">Glowforge</td>
			<td style="width:185px;">Basic</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Lights</td>
			<td style="width:132px;">GS Vitec</td>
			<td style="width:185px;">LT-V9-15</td>
			<td>Multi-LED</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Microscope</td>
			<td style="width:132px;">Keyence</td>
			<td style="width:185px;">VHX-900F</td>
			<td>Digital</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Retort Stand</td>
			<td style="width:132px;">VWR</td>
			<td style="width:185px;">VWRF08530.083</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Router</td>
			<td style="width:132px;">ASUS</td>
			<td style="width:185px;">RT-N12</td>
			<td>Off Network</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ruler</td>
			<td style="width:132px;">Westcott</td>
			<td style="width:185px;">10432</td>
			<td>Meter Ruler</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Software</td>
			<td style="width:132px;">Open-Source</td>
			<td style="width:185px;">Tracker</td>
			<td>Video Analysis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Software</td>
			<td style="width:132px;">Photron</td>
			<td style="width:185px;">Fastcam Viewer</td>
			<td>Video Recording</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sphere</td>
			<td style="width:132px;">Amazon</td>
			<td style="width:185px;">8DELSET</td>
			<td>Delrin</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Spray</td>
			<td style="width:132px;">Rust-Oleum</td>
			<td style="width:185px;">274232</td>
			<td>Water Repelling</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Surfactant</td>
			<td style="width:132px;">Dawn</td>
			<td style="width:185px;">37000973782</td>
			<td>Liquid Soap</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Surfactant</td>
			<td style="width:132px;">USP Kosher</td>
			<td style="width:185px;">5 Gallons</td>
			<td>Glycerin</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tensile Tester</td>
			<td style="width:132px;">MTS</td>
			<td style="width:185px;">Model 42</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Trigger Switch</td>
			<td style="width:132px;">Custom Made</td>
			<td style="width:185px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Water Tank</td>
			<td style="width:132px;">Mr. Aqua</td>
			<td style="width:185px;">MA-730</td>
			<td>Non-Tempered Glass</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

impacts of free-falling spheres on a deep liquid pool with altered fluid and impactor surface conditions

الآثار الرأسي للمجالات المتعلقة بالمياه النظيفة كانت موضوعا للعديد من التحقيقات دخول المياه الذي يتسم به تشكيل تجويف، دفقة أسنشن التاج وورثينجتون جيت الاستقرار. هنا، علينا أن ننشئ البروتوكولات التجريبية لدراسة ديناميات دفقة عند المجالات وكيبلر السلس ويتابيليتي متفاوتة والكتلة، وأثر قطر الحرة سطح بركة عميقة السائل تعديل بواسطة الأقمشة حدودية رقيقة والتوتر السطحي سائلة. التحقيقات دخول المياه توفر تجارب موجوداً وتجميعها بسهولة والمنفذة لدراسة ميكانيكا الموائع المعقدة. نقدم هنا بروتوكولا الانضباطي لوصف الارتفاع دفقة، وتدفق فصل المقاييس، والمسبار الكينماتيكا، والممثل النتائج التي يمكن الحصول عليها إذا كان استنساخ نهجنا. الأساليب قابلة للتطبيق عند أبعاد دفقة مميزة لا تزال أدنى بحوالي 0.5 متر. ومع ذلك، هذا البروتوكول قد يكون تكييفها لآفاق إطلاق المسبار وتأثير السرعات، الذي يبشر بالخير لترجمة النتائج إلى البحرية، والتطبيقات الصناعية.

أقام هذا البروتوكولات تسمح للاحتفال بالطائرات ورثينجتون الناشئة عن التأثيرات العمودية إعداد النطاق ليبر <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/59300/59300eq5.jpg"> كما هو مبين في الشكل 2 (ج). وتنشر هذه النتائج في Watson et al.1، والذي يمكن أن يكون مرجعاً للظروف التجريبية ...

Watch this Scientific Journal Video about Impacts of Free-falling Spheres on a Deep Liquid Pool with Altered Fluid and Impactor Surface Conditions at JoVE.com

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

هذا البروتوكول يوضح التكوين التجريبية الأساسية لإجراء التجارب على دخول المياه مع مجالات وكيبلر. وتناقش أساليب لتغيير سطح السائل مع الأقمشة حدودية، وإعداد مجالات غير ترطيب كيميائيا، والخطوات اللازمة لاستخراج البيانات والتصور دفقة.

الآثار المترتبة على مجالات وكيبلر في بركة عميقة سائل مع ظروف سطح السائل غيرت والمسبار

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

هذا البروتوكول يدل على تجارب حقن المياه مع مجالات السقوط الحر. وتناقش تناوب الأسطح السائلة مع الأقمشة اختراق، وإعداد المواد الكيميائية في المجالات الناشئة، والتصور دفقة، واستخراج البيانات. توفر هذه التقنيات نظرة ثاقبة في أبحاث ديناميات السوائل الأساسية الموجهة نحو فهم التفاعلات بين القوى الصلبة والهيئات السائلة.وسوف يكون إثبات الإجراء جوشوا بوم وجيريمي ستيفن، طلاب المرحلة الجامعية من ألبرتا. ارتداء قفازات نيتريل الصف الصناعي طوال هذا الإجراء لتجنب تلوث المياه والآثار مع زيوت الجلد. لبدء تنظيف خزان شفاف تماما مع مياه الصنبور والمنظفات.ثم املأه بـ 32 لتر من ماء الصنبور. تنظيف اثنين من المساطر متري مع 99٪ من الكحول isopropyl والسماح لهم الجافة لمدة دقيقة واحدة. جبل واحد مسطرة تواجه الجزء الأمامي من الخزان مع قاعدة لمس الماء فقط.إصلاح المسطرة الثانية عموديا تحت الماء. ثم تأمين منصة يتوقف على الخزان بحيث يكون في نفس عمق المنصة كما المسطرة فوق المياه فيما يتعلق أمام الخزان. ضبط منصة لأقصى ارتفاع قطرة المطلوب ثم تعلق ضوء LED متعددة إلى ذراع مفصلية ووضع الضوء فوق وأمام الخزان لإلقاء الضوء على منطقة البداية بشكل كامل تحت المنصة.تعيين شاشة سوداء في الجزء الخلفي من الخزان للمساعدة في البداية والتصور تجويف. وضع نظيفة النفط حر امتصاص الصدمات مثل اسفنجة خلية مغلقة في الجزء السفلي من الخزان وعقد في مكان مع الأوزان النظيفة. بعد ذلك، قم بتركيب كاميرا عالية السرعة تواجه الخزان بما يتماشى مع سطح السائل.قم بتوصيل مفتاح تشغيل بالكاميرا إذا رغبت في ذلك. قم بتوصيل الكاميرا بجهاز كمبيوتر، ثم قم بتكوين الكاميرا بمعدل إطار لا يقل عن 1000 إطار في الثانية. اختر الدقة المطلوبة وحدد سرعة الغالق على واحد لكل ثانية مؤطرة.إذا كان منطبقا تعيين وضع المشغل إلى إنهاء. بعد ذلك، قم بتنظيف مغرفة صغيرة وميثانول أكسيد مع 99٪ من الكحول isopropyl لإزالة زيوت الجلد وغيرها من الملوثات. السماح للمجالات والمغرفة لتجف لمدة دقيقة واحدة.اختبار التجارب المسبقة وضبط موضع الكاميرا، والتركيز، والدقة لتحقيق جودة المرئي الأمثل لحدث البداية. ثم استرداد المجالات مع مغرفة وتنظيف المجالات ومغرفة مع الكحول ايزوبروبيل. عندما تكون على استعداد لبدء التجربة بدء تصوير الخزان.ارفع منصة المفصل في مكانها وبقية كرة جافة نظيفة على المنصة. الافراج عن قاعدة من منصة لإسقاط الكرة في الخزان. ثم توقف عن التصوير، ثم احفظ ملف الفيديو، وقم بتشذيب الفيديو لإظهار حدث البداية فقط.عندما تكون جاهزة للشروع في الاختبار التالي استرداد الكرة مع مغرفة. تنظيف الكرة مع الكحول ايزوبروبيل والسماح لها الجافة لمدة دقيقة واحدة قبل تكرار الاختبار. عندما تنتهي التجربة إفراغ الخزان واتركه يجف.لإعداد الأقمشة penetrable للاختبار فصل الأقمشة المطلوبة في plies مربع أو جولة واستخدام الفرجة Vernier لقياس سمك مضغوط من النسيج الجاف. عند إعداد التجربة جبل كاميرا عالية السرعة الثانية على الخزان لتوفير عرض من أعلى إلى أسفل من الكرة التي تؤثر على النسيج. قم بتوصيل مخرجات الكاميرا الأفقية بمحطات إدخال الكاميرا العلوية باستخدام كابلات BNC.قم بتوصيل مفتاح تشغيل بالكاميرا الأفقية. ثم استخدم كبلات Ethernet لتوصيل كل من الكاميرتين بجهاز توجيه غير متصل بالشبكة متصل بكمبيوتر الكاميرا. التركيز وتكوين كل من الكاميرات كالمعتاد.عندما تكون جاهزة لتشويه التجربة بلطف بقية النسيج الجاف على سطح السائل في الخزان. ضمان أن النسيج لا يبدأ غرق قبل بدء المحاكمة. استخدام نظيفة، وملعقة خالية من النفط لوضع النسيج تحت منصة يتوقف.استخدم مفتاح التشغيل لبدء تصوير منطقة البداية في وقت واحد مع كل من الكاميرات قبل إعداد الاصطدام. إزالة النسيج مباشرة بعد الاصطدام. إذا كان النسيج شظايا على تأثير والخدوش لا يمكن جمعها يدويا فارغة وتنظيف الخزان بعد كل محاكمة لضمان إزالة جميع النسيج.للبدء في إعداد المجالات المائية كيميائيا تناسب كرة منثول البولي أكسيد في حامل الاكريليك. تحديد المواقع المجالات لطلاء السطح هو الجانب الأكثر صعوبة من هذا البروتوكول. يتم التحكم في تحديد المواقع مع أوراق طبقة معطف الاكريليك التي لديها ثقوب أوسع قليلا ثم المجالات.رش الكرة مع معطف قاعدة مسكر من حوالي 15 إلى 30 سنتيمترا بعيدا دون نقع سطح الكرة. بعد ذلك ، رش الكرة مع معطف أعلى مسكر من حوالي 15 إلى 30 سنتيمترا دون نقع السطح والسماح لها الجافة لمدة دقيقة إلى دقيقتين. تطبيق اثنين أو ثلاثة أكثر الطلاء الأعلى في نفس الطريق.اترك الكرة جافة لمدة 30 دقيقة للاستخدام الخفيف أو حوالي 12 ساعة للاستخدام الكامل. عندما اختبارات تأثير preforming السماح الكرة الجافة تماما بعد كل محاكمة بدلا من ذلك ثم شطف مع الكحول ايزوبروبيل. سوف يتحلل الطلاء المهعور بعد حوالي 20 تجربة.لإعادة استخدام هذا المجال إزالة طلاء مع 99٪ من الكحول isopropyl وإعادة تطبيق القاعدة والمعاطف العلوي كما هو موضح سابقا. لبدء التحليل استيراد فيديو عالية السرعة من الحدث البداية في برنامج تحليل الفيديو. استخدم أدوات القياس لتعيين قيمة القياس بالسنتيمترات استناداً إلى المساحة المرئية للمسطرة.تقدم من خلال الفيديو للعثور على إطار مناسب يظهر صعود التاج دفقة وشرك الهواء. قياس ارتفاع تاج البداية، وعرض تجويف، وعمق تجويف. استخدام أداة قياس الزاوية لتحديد زاوية الفصل.تقدم أكثر في الفيديو للعثور على إطار مناسب يظهر تشكيل وورثينغتون جيت وقياس ارتفاع وورثينغتون جيت. وأخيرا، استخدم ميزة تتبع السيارات لاستخراج موقع الزمانية وتاريخ السرعة لمتواع. إذا تم مقاطعة التتبع استخدم التعقب اليدوي حتى يمكن استئناف التتبع التلقائي.هنا تم استخدام هذا الإجراء لتقييم آثار النسيج على الرش من الآثار العمودية. تم تضخيم ارتفاع البداية مع واحد ply نسبة إلى ارتفاع البداية دون النسيج. كان ارتفاع البداية مع اثنين من plies يعادل تقريبًا ارتفاع البداية بدون قماش.تم تخفيف الرش بشكل كبير مع ثلاثة وأربعة plies. لوحظ الحد الأدنى من الاختلاف عبر أرقام ويبر لعمق تجويف، وارتفاع الأرض البداية، وعرض تجويف من المجالات التي تؤثر على مجموعة واحدة من النسيج. تم تتبع المجالات العمودية تحت الماء مما يسمح بمراقبة انخفاضات أكبر في سرعة تحت الماء مع كل من الزى المضافة من النسيج.ويجب على المحققين أن يولوا اهتماما كبيرا للحفاظ على الظروف التجريبية الصحية خلال التجربة للحصول على نتائج متسقة وصحيحة. ولا تقتصر هذه التقنية على المواد المعروضة هنا، ويمكن أن تضطلع بمواد ذات وظائف وقدرات مماثلة. مع إدخال خزان مرتفع مثل syring ، يمكن رفع هذا الإجراء للتحقيقات من الآثار الرأسية من قطرات السائل على الأسطح الصلبة أو السائلة.ويمكن أيضا أن يكون هذا البروتوكول preformed على نطاق أوسع إلى عامة أكبر تأثير السرعات وزيادة مجموعة من المعلمات الأبعاد التي تسير جميع على ما يرام للتطبيقات البحرية والصناعية.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Kinetics of a Particle: Impulse and Momentum

SCIENTISTS IN ACTION

Visualization of High Speed Liquid Jet Impaction on a Moving Surface

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 ...

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

انتقائية المساحة تعديل السيليكون بلل السطح بواسطة الليزر النبضي للأشعة فوق البنفسجية تشعيع في البيئة السائلة

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Emission Spectroscopic Boundary Layer Investigation during Ablative Material Testing in Plasmatron

الانبعاثات الطيفية الحدود التحقيق طبقة خلال صيغة الجر اختبار المواد في Plasmatron

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution ...

Preparation of Liquid-exfoliated Transition Metal Dichalcogenide Nanosheets with Controlled Size and Thickness: A State of the Art Protocol

إعداد تقشر السائل الانتقال المعادن Dichalcogenide Nanosheets مع تسيطر الحجم والسماكة: دولة على البروتوكول الفن

We summarize recent advances in the production of liquid-exfoliated transition metal dichalcogenide (TMD) nanosheets with controlled size and thickness. ...

Pool-Boiling Heat-Transfer Enhancement on Cylindrical Surfaces with Hybrid Wettable Patterns

تعزيز بركة الغليان نقل الحرارة على أسطواني السطوح مع أنماط قابل للبلل الهجين

In this study, pool-boiling heat-transfer experiments were performed to investigate the effect of the number of interlines and the orientation of the ...

Preparation and High-temperature Anti-adhesion Behavior of a Slippery Surface on Stainless Steel

سلوك المضادة الالتصاق التحضير وارتفاع درجة الحرارة على سطح زلق في الفولاذ المقاوم للصدأ

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A ...

Effective Analysis of Human Exposure Conditions with Body-worn Dosimeters in the 2.4 GHz Band

تحليل فعال لظروف التعرض البشري مع جرعات البالية الهيئة في الفرقة 2.4 GHz

A well-defined experimental procedure is put forward to evaluate maximum exposure conditions in a worst-case scenario whilst avoiding the uncertainties ...

Visually Based Characterization of the Incipient Particle Motion in Regular Substrates: From Laminar to Turbulent Conditions

بصريا على أساس توصيف الحركة الجسيمات الأولية في ركائز العادية: من الصفحي الظروف المضطربة

Two different experimental methods for determining the threshold of particle motion as a function of geometrical properties of the bed from laminar to ...

Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

تصنيع سوبيرهيدروفوبيك الأسطح المعدنية لتطبيقات مضادة للتجمد

Several ways to produce superhydrophobic metal surfaces are presented in this work. Aluminum was chosen as the metal substrate due to its wide use in ...

Microparticle Manipulation by Standing Surface Acoustic Waves with Dual-frequency Excitations

يمثل التلاعب بالموجات الصوتية السطحية مع الجسيمات التردد المزدوج الدائمة

We demonstrate a method for increasing the tuning ability of a standing surface acoustic wave (SSAW) for microparticles manipulation in a lab-on-a-chip ...