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

המחברים רוצה להכיר את המכללה האקדמית להנדסה ואת המחשב מדעי (CECS)-אוניברסיטת מרכז פלורידה למימון הפרויקט, יהושע Bom, כריס Souchik עבור התזה דימויים וסמית ניקולס למשוב יקרי ערך.

1. הגדרת הניסוי עבור השפעות אנכי
<ol><li>למלא מיכל מים שקוף של מידות כ 60 ס"מ x 30 ס מ x 36 ס מ (אורך x משקל x עומק) עם 32 לליטר מים, הר סרגל מד ('סולם חזותי') אנכית בתוך המכל כך הבסיס יושב על גבי הנוזל, כפי שניתן לראות באיור 1a. הערה: עומק ורוחב של הטנק חייב להיות גדול מ- 20 פעמים הקוטר של מרחב?...

<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>

פרוטוקול זה מתאר את תכנון ניסויים ושיטות עבודה מומלצות עבור חקירות של כדורים צניחה חופשית אל בריכת עמוק נוזלי. נתחיל על-ידי סימון השלבים הנחוצים עבור קביעת תצורה של הניסוי על השפעות אנכי. זה חשוב ליצור סביבה הפתיחה האידיאלית עם השימוש ההתזה גדול מספיק כך קיר תופעות זניח9ו סול?...

אפיון dynamics הפתיחה הנובעים אנכי ההשפעות של חפצים מוצקים על בריכת עמוק נוזלי1 ישימה ליישומים צבאיים, ימיים ותעשייתיים כגון טילים בליסטיים השקה הפוסט ו ים משטח נחיתה2, 3,4,5. המחקרים הראשונים של מים ערך נערכו טוב לפני יותר ממאה6,7. כאן, אנו להקים פרוטוקולים ברור מעמיק ו- best practices להשגת תוצאות עקביות לחקירות הזנת מים. כדי לסייע חוקי תכנון ניסויים, שיטה מוצג עבור תחזוקה של תנאים סניטריים, שינוי של התנאים פנים, שליטה על פרמטרים שהוא, שינוי כימי של משטח impactor, והדמיה של splash קינמטיקה.
ההשפעות אנכי של התחומים הידרופילית צניחה חופשית על הנוזל השבתה הדרגתית מראים שום סימן של מלכודת האוויר במהירויות נמוכות8. אנו מוצאים כי המיקום של בדים נחדרת דק על גבי המשטח נוזלים גורמת היווצרות חלל עקב זרימה מאולצת הפרדה1. כמות הדל של בד על פני מגביר להתיז על פני טווח של מספרים וובר מתון בעוד שכבות מספיקות נחלש מתיז הספירות להתגבר על הגרירה-כניסה נוזלים1. במאמר זה, נסביר פרוטוקולים מתאימים להקמת את ההשפעות של חוזק חומרים על כניסת מים הספירות הידרופילית.
חלל ויוצרים פרצים מ הידרופוביות impactors להראות הכתרתה של כתר הפתיחה מפותח, ואחריו בליטה של המטוס העיקרי גבוה מעל פני השטח כאשר לעומת עמיתיהם שלהם מים-חן8. כאן, אנו מציגים גישה להשגת מים repellency דרך כימית שינוי פני השטח של הספירות הידרופילית.
עם כניסתו של מצלמות מהירות גבוהה, ויזואליזציה הפתיחה ואפיון הפכו יותר להשגה. למרות זאת, מבוססת תקנים בתחום קוראים לשימוש של מצלמה בודדת אורתוגונלית לציר הראשי של נסיעות. אנו מראים כי השימוש של מצלמת מהירות גבוהה נוספים עבור תצוגות ממעל יש צורך adjudge הספירות להכות את המיקום המיועד.

<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

ההשפעות אנכי של התחומים על מים נקיים כבר הנושא של רבים חקירות כניסה של מים, אפיון היווצרות חלל, התז הכתר ורוחב וורת'ינגטון סילון יציבות. כאן, אנו להקים פרוטוקולים ניסיוני לבחינת הפתיחה dynamics בעת נפילה חופשית חלקה ספירות של wettability בדרגות שונות, מסה, השפעת קוטר פני השטח חינם של בריכת עמוק נוזלי שונה על-ידי בדים נחדרת דק, פיתחה נוזלי. חקירות הזנת מים מספקים ניסויים נגיש, התאספו בקלות, להורג לומד מכניקת הזורמים מורכבים. אנו מציגים בזאת פרוטוקול tunable עבור אפיון גובה הפתיחה, זרימה ההפרדה מדדים, ו impactor קינמטיקה ותוצאות נציג אשר עשוי לרכוש אם מתרבה הגישה שלנו. השיטות ישימות בעת הפתיחה אופיינית מידות להשאר מתחת כ 0.5 m. עם זאת, פרוטוקול זה עשוי להיות מותאם לפסגות שחרור impactor, המהירות, אשר מבשרת טובות לתרגום הימיים תוצאות ויישומים בתעשייה.

זה הוקמה פרוטוקולים המתירים שמירה על הג'טס וורת'ינגטון הנובעים אנכי משפיע על מספר מגוון של וובר <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/59300/59300eq5.jpg"> כפי שניתן לראות באיור 2 c. תוצאות אלו מתפרסמים Watson et al.1, אשר ניתן להפנות עבור התנאים ניסיוני המדויק להשתמש בהם כ...

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

פרוטוקול זה מדגים את ההגדרות הבסיסיות ניסיוני עבור המים ערך ניסויים עם כדורים צניחה חופשית. נידונות שיטות משינוי משטח נוזלי עם בדים נחדרת, הכנת כימי ללא הרטבה הספירות, והשלבים לחילוץ ויזואליזציה ונתוני הפתיחה.

ההשפעות של התחומים צניחה חופשית על בריכה עמוק נוזלי עם נוזל שינו ותנאי השטח Impactor

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

פרוטוקול זה מדגים ניסויים להזרקת מים עם ספירות נפילה חופשית. הסירוגין של משטחים נוזליים עם בדים שחדרו, הכנת כימיקלים בתחומים מתעוררים, הדמיה התזה, והפקת נתונים נדונים. טכניקות אלה מספקות תובנה על מחקר דינמיקת נוזלים בסיסית המיועד להבנת אינטראקציות בין-גזעיות בין עצמים מוצקים לגופים נוזליים.הדגמת ההליך יהיו ג'ושוע בום וג'רמי סטיבן, סטודנטים לתואר ראשון מאלברטה. ללבוש כפפות ניטריל כיתה תעשייתית לאורך כל הליך זה, כדי למנוע זיהום המים ומשפיעים עם שמני עור. כדי להתחיל לנקות ביסודיות מיכל שקוף עם מי ברז וחומר ניקוי.ואז למלא אותו עם 32 ליטר של מי ברז. נקו שני שליטים מטריים עם 99% אלכוהול איזופופול ותנו להם להתייבש לדקה אחת. הר סרגל אחד מול החלק הקדמי של הטנק עם הבסיס רק נוגע במים.תקן את הסרגל השני אנכית מתחת למים. לאחר מכן אבטחו פלטפורמה תלויה מעל הטנק כך שהפלטפורמה נמצאת באותו מישור עומק כמו שליט המים הנ"ל ביחס לחזית המיכל. כוונן את הפלטפורמה לגובה הירידה הרצוי המרבי ולאחר מכן חיבר אור LED מרובה לזרוע רהוטה והצב את האור מעל וחזית המיכל כדי להאיר באופן מלא את אזור ההתזה מתחת לרציף.הגדר מסך שחור בחלק האחורי של המיכל כדי לסייע בהדמיית התזה וחלל. הניחו בולם זעזועים נקי ללא שמן כגון ספוג תא סגור בתחתית המיכל והחזיקו אותו במקום עם משקולות נקיות. לאחר מכן, הר מצלמה במהירות גבוהה מול המיכל בהתאם לפני השטח של הנוזל.חבר מתג גורם מפעיל למצלמה אם תרצה בכך. חבר את המצלמה למחשב וקבע את תצורת המצלמה לקצב מסגרות של 1,000 מסגרות שניה לפחות. בחר את הרזולוציה הרצויה והגדר את מהירות התריס לשנייה ממוסגרת אחת.אם ישים הגדר את מצב הגורם המפעיל לסיום. לאחר מכן, לנקות כדורים מתנול סקופ קטן פוליאוקסיד עם 99% אלכוהול isopropyl כדי להסיר שמני עור וזהמים אחרים. אפשר לכדורים ולסקופ להתייבש למשך דקה אחת.קדם-ביצוע של ניסויי בדיקה והתאמת מיקום המצלמה, המיקוד והרזולוציה כדי להשיג את איכות ההדמיה האופטימלית לאירוע הפתיחה. לאחר מכן לאחזר את הכדורים עם כף ולנקות את הכדורים ואת כף מדידה עם אלכוהול isopropyl. כאשר מוכן להתחיל את הניסוי להתחיל לצלם את הטנק.הרם את פלטפורמת הציר למקומה והנוח כדור יבש ונקי על הרציף. שחרר את בסיס הרציף כדי להפיל את הכדור לתוך הטנק. לאחר מכן הפסיקו לצלם, שמרו את קובץ הווידאו וקיצצו את הסרטון כדי להציג רק את אירוע הפתיחה.כאשר מוכן להמשיך למבחן הבא לאחזר את הכדור עם הסקופ. נקה את הכדור עם אלכוהול isopropyl ולתת לו להתייבש במשך דקה אחת לפני החזרה על הבדיקה. כשהניסוי יסתיים, רוקנו את המיכל ותנו לו להתייבש.כדי להכין בדים חודרים למבחן להפריד את הבדים הרצויים לתוך plies מרובע או עגול ולהשתמש calipers Vernier למדוד את העובי הדחוס של הבד היבש. בעת הגדרת הניסוי להרכיב מצלמה מהירה שנייה מעל הטנק כדי לספק תצוגה מלמעלה למטה של הכדור המשפיע על הבד. חבר את יציאות המצלמה האופקית למסופי הקלט של המצלמה העליונה באמצעות כבלי BNC.חבר מתג גורם מפעיל למצלמה האופקית. לאחר מכן השתמש בכבלי Ethernet כדי לחבר את שתי המצלמות לנתב לא מקוון המחובר למחשב המצלמה. להתמקד ולהגדיר את שתי המצלמות כרגיל.כאשר מוכן מראש את הניסוי בעדינות לנוח את הבד היבש על פני השטח של הנוזל במיכל. תבטח שהבד לא יתחיל לשקוע לפני תחילת המשפט. השתמש בכף מדידה נקייה ללא שמן כדי למקם את הבד מתחת לפלטפורמה הצירית.השתמש במתג ההדק כדי להתחיל לצלם בו-זמנית את אזור הפתיחה בשתי המצלמות לפני הגדרת ההתנגשות. הסר את הבד מיד לאחר ההתנגשות. אם שברי הבד על הפגיעה ואת השריטות לא ניתן לאסוף באופן ידני ריק ולנקות את המיכל לאחר כל ניסיון כדי לבטח כי כל הבד מוסר.כדי להתחיל להכין כדורים הידרופוביים כימיים להתאים כדור מנתול פוליאוקסיד למחזיק אקרילי. מיקום כדורים עבור ציפוי משטח הוא ההיבט הקשה ביותר של פרוטוקול זה. מיקום נשלט עם יריעות אקריליק מעיל שכבה כי יש חורים מעט רחב יותר מאשר הכדורים.לרסס את הכדור עם מעיל בסיס הידרופובי מכ 15 עד 30 ס"מ משם מבלי להשרות את פני השטח של הכדור. לאחר מכן, לרסס את הכדור עם המעיל העליון הידרופובי מכ 15 עד 30 ס"מ משם מבלי להשרות את פני השטח ולתת לו להתייבש במשך 1 עד 2 דקות. יש למרוח עוד שניים או שלושה ציפויים עליונים באותו אופן.תן את הכדור להתייבש במשך 30 דקות לשימוש קל או כ 12 שעות לשימוש מלא. כאשר בדיקות השפעה מראש לתת את הכדור להתייבש לחלוטין לאחר כל ניסוי ולא לשטוף אותו עם אלכוהול isopropyl. הציפוי ההידרופובי יתדרדר לאחר כ-20 ניסויים.כדי לעשות שימוש חוזר בכדור זה להסיר את הציפוי עם 99%אלכוהול isopropyl ולהחיל מחדש את הבסיס ואת המעילים העליונים כפי שתואר קודם לכן. כדי להתחיל את הניתוח לייבא וידאו במהירות גבוהה של אירוע התזה לתוכנה לניתוח וידאו. השתמש בכלי שינוי קנה המידה כדי להגדיר את ערך שינוי קנה המידה בסנטימרים בהתבסס על האזור הגלוי בסרגל.התקדם דרך הווידאו כדי למצוא מסגרת מתאימה המציגה עליית כתר התזה ומלכוד אוויר. למדוד את גובה כתר התזה, רוחב החלל, ואת עומק החלל. השתמשו בכלי מדידת הזווית לקביעת זווית ההפרדה.התקדם עוד יותר בסרטון כדי למצוא מסגרת מתאימה המציגה את היווצרות וורתינגטון ג'ט ולמדוד את גובה וורתינגטון ג'ט. לבסוף, השתמש בתכונת המעקב האוטומטי כדי לחלץ מיקום זמני ותאריך מהירות עבור המשפיען. אם המעקב נקטע, השתמש במעקב ידני עד שניתן יהיה לחדש את המעקב האוטומטי.כאן הליך זה שימש כדי להעריך את ההשפעות של בד על התזה מהשפעות אנכיות. גובה ההתזה עם אגודל אחד הוגבר ביחס לגובה ההתזה ללא בד. גובה ההתזה עם שני plies היה שווה בערך לגובה התזה ללא בד.התזה נחלשה בכבדות עם שלושה וארבעה plies. וריאציה מינימלית נצפתה על פני מספרי וובר עבור עומק חלל, גובה הקרקע התזה, ורוחב חלל מעולמות המשפיעים על רובד אחד של בד. המיקומים האנכיים של הספירות אותרו מתחת למים ואפשרו התבוננות בירידות גדולות יותר במהירות התת-מימית עם כל רובדי בד נוספים.החוקרים חייבים להקדיש תשומת לב רבה לשמירה על תנאי ניסוי סניטריים במהלך הניסוי כדי להשיג תוצאות עקביות ותקפים. טכניקה זו אינה מוגבלת לחומרים המוצגים כאן ויכולה להיות מתחייבת עם חומרים בעלי פונקציות ויכולות דומות. עם כניסתה של מאגר מוגבה כגון מזרק, הליך זה ניתן לעלות לחקירות של ההשפעות האנכיות של טיפות נוזליות על משטחים מוצקים או נוזליים.פרוטוקול זה יכול גם להיות מעוצב מראש בקנה מידה גדול יותר למהירות השפעה כללית גדולה יותר ומגוון גדל של פרמטרים חסרי ממדים אשר הכל הולך טוב עבור יישומים ימיים ותעשייתיים.

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

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 ...

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

פינת שינוי סלקטיבית של יכולת רטיבות משטח סיליקון על ידי פעמו UV לייזר הקרנה בסביבה נוזלית

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

חקירת Layer פליטה ספקטרליים Boundary במהלך פולשני חומר בדיקה ב 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

הכנת Nanosheets Dichalcogenide מתכות מעבר נוזלי-מודבק עם גודל מבוקרת עובי: מדינה לפרוטוקול אמנות

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

ברכת רותחים חום-העברת שיפור על גלילי משטחים עם דפוסי רטיבים היברידיים

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

הכנה והתנהגות אנטי אדהזיה בטמפרטורות גבוהות של משטח חלקלק-נירוסטה

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

ניתוח יעיל של תנאי חשיפה של אדם עם הגוף שחוקה Dosimeters ב 2.4 GHz הלהקה

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

באופן חזותי המבוסס על אפיון חלקיק התחלתית של סובסטרטים רגיל: מלמינריות לתנאים הסוערת

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

ייצור של משטחי מתכת Superhydrophobic עבור יישומים ציפוי אנטי

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

Microparticle מניפולציה על ידי עמידה גלי אקוסטית המשטח עם כפול בתדר Excitations

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 ...