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

Forfatterne ønsker å erkjenne Ingeniørhøgskole og Computer Sciences (CECS) ved University of Central Florida for finansiering dette prosjektet, Joshua Bom og Chris Souchik for splash bilder og Nicholas Smith for verdifulle tilbakemeldinger.

1. konfigurere eksperimentet for loddrett effekter
<ol><li>Fylle en gjennomsiktig vannbeholder dimensjoner ca 60 cm x 30 cm x 36 cm (lengde x vekt x dybde) med 32 L vann og montere en meter linjal (visuell skala) loddrett inne i beholderen slik at basen sitter på toppen av væsken, som vist i figur 1a. Merk: Dybde og bredde av tanken må være større enn 20 ganger diameteren på de største kulene brukes i eksperimentet for å sikre veggen effekter er ubetydelig9</su...

<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>

Denne protokollen beskriver eksperimentell design og beste praksis for etterforskning av fritt fall kuler på et dypt flytende basseng. Vi begynner ved å markere trinnene som er nødvendig for å konfigurere eksperimentet for loddrett effekter. Det er viktig å skape en ideell splash miljø med bruk av en tilstrekkelig stor splash sone slik at veggen effektene er ubetydelig9og en passende visuelle skala for utpakking kinematikk12,13,...

Karakterisering av splash dynamics fremkommer fra loddrett virkningene av massive objekter på dypt flytende bassenget1 gjelder militære, marine- og industrielle applikasjoner som ballistisk missil oppføringen og havet vannflaten landing2, 3,4,5. Første studier av vann oppføringen ble utført vel mer enn et århundre siden6,7. Her etablere vi klare grundig protokoller og beste praksis for å oppnå konsistente resultater for vann oppføring undersøkelser. For å hjelpe gyldig eksperimentell design, er en metode presentert for vedlikehold av hygieniske forhold, endring av interfacial, kontroll av dimensjonsløs, kjemisk endring av nedslaget overflaten og visualisering splash kinematikk.
Loddrett virkningene av fritt fall hydrofile kuler på quiescent væsken viser ingen tegn til luft-entrapment lav fart8. Vi finner at plasseringen av tynne penetrable stoffer på flytende overflaten forårsaker hulrom formasjon på grunn av tvungen flyt separasjon1. En mager mengde stoff på overflaten forsterker sprut over et tallområde moderat Weber mens tilstrekkelig lagdeling attenuates spruting mens kuler overvinne drar væske oppføringen1. I denne artikkelen forklarer vi protokoller egnet for å fastslå effekten av materiale styrke på vann oppføring av hydrofile kuler.
Hulrom forming sprut fra hydrofobe impactors Vis av en godt utviklet splash krone, etterfulgt av protrusion av primære jet høyt over overflaten sammenlignet med sitt vann-smak kolleger8. Her presenterer vi en tilnærming for å oppnå vannavstøting gjennom kjemisk endring overflaten av hydrofile kuler.
Med ankomsten av høyhastighets kameraer blitt splash visualisering og karakterisering mer oppnåelige. Likevel kaller etablerte standarder innen for bruk av et enkelt kamera ortogonale til primæraksen reise. Vi viser at bruk av en ekstra høy hastighet kameraet for overhead utsikt er nødvendig å adjudge kuler strike plasseringen.

<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

Loddrett virkningene av kuler på rent vann har vært gjenstand for mange vann oppføring undersøkelser karakteriserer hulrom dannelsen, splash crown himmelfart og Worthington jet stabilitet. Her etablere vi eksperimentelle protokoller for å undersøke splash dynamics når jevn fritt fall kuler av varierende wettability og masse diameter innvirkning gratis overflaten av en dyp flytende pool modifisert av tynne penetrable stoffer og flytende tensider. Vann oppføring undersøkelser gir tilgjengelig, enkelt montert og utført eksperimenter for å studere komplekse væske mekanikk. Her presenterer vi en tunable protokoll for å karakterisere splash høyde, flyt separasjon beregninger, og nedslaget kinematikk og representant resultatene som kan oppnås hvis gjengi vår tilnærming. Metodene er aktuelt når karakteristiske splash dimensjoner under ca 0,5 m. Men denne protokollen kan tilpasses for større nedslaget utgivelsen høyder og innvirkning hastigheter, som Indrehus oversette resultatene til naval og bedriftsapplikasjoner.

Dette etablerte protokoller brukes av overholdelse av Worthington jets fremkommer fra loddrett konsekvenser over en rekke av Weber nummer <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/59300/59300eq5.jpg"> som vist i figur 2 c. Disse resultatene er publisert i Watson et al.1, som kan bli referert i nøyaktige eksperimentelle forhold brukes til å produsere dataene som presenteres her. Vi fokuserer på smale langstrakt filmen med væske s...

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

Denne protokollen demonstrerer eksperimentelle grunnkonfigurasjon for vann oppføring eksperimenter med fritt fall kuler. Metoder for endring av flytende overflaten med penetrable stoffer, utarbeidelse av kjemisk ikke-wetting kuler, og fremgangsmåten for splash visualisering og data utvinning er diskutert.

Virkningene av fritt fall kuler på et dypt flytende basseng med endrede væske og nedslaget føreforhold

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

Denne protokollen viser vanninjisere eksperimenter med fritt fall kuler. Vekslingene av flytende overflater med penetrerte stoffer, fremstilling av kjemiske i fremvoksende kuler, sprutvisualisering og datautvinning diskuteres. Disse teknikkene gir innsikt i grunnleggende væskedynamikk forskning rettet mot å forstå interfacial interaksjoner mellom faste objekter og flytende kropper.Demonstrere prosedyren vil være Joshua Bom og Jeremy Stephen, lavere studenter fra Alberta. Bruk nitrilhansker av industriell kvalitet gjennom hele denne prosedyren for å unngå å forurense vannet og slagvirkningene med hudoljer. For å begynne å rengjøre gjennomsiktig tank grundig med vann fra springen og vaskemiddel.Fyll den deretter med 32 liter vann fra springen. Rengjør to metriske linjaler med 99% isopropylalkohol og la dem tørke i ett minutt. Monter en linjal vendt mot forsiden av tanken med basen bare berøre vannet.Fest den andre linjalen vertikalt under vann. Fest deretter en hengslet plattform over tanken slik at plattformen er innenfor samme dybdeplan som den ovennevnte vannhersken med hensyn til forsiden av tanken. Juster plattformen til maksimal ønsket dråpehøyde og sett deretter et multi-LED-lys til en artikulerende arm og plasser lyset over og foran tanken for å belyse sprutsonen under plattformen fullt ut.Sett en svart skjerm på baksiden av tanken for å hjelpe til med sprut- og hulromvisualisering. Legg en ren oljefri støtdemper som en lukket cellesvamp nederst i tanken og hold den på plass med rene vekter. Deretter monterer du et høyhastighetskamera vendt mot tanken på linje med overflaten av væsken.Koble en utløserbryter til kameraet om ønskelig. Koble kameraet til en datamaskin og konfigurer kameraet for en bildefrekvens på minst 1000 bilder per sekund. Velg ønsket oppløsning og sett lukkerhastigheten til ett per innrammet sekund.Hvis det er aktuelt, sett utløsermodusen til Slutt. Deretter rengjør du en liten scoop og polyoksid metanol sfærer med 99% isopropylalkohol for å fjerne hudoljer og andre forurenser. La kulene og scoop tørke i ett minutt.Forhåndsskjema testforsøk og justere kameraposisjon, fokus og oppløsning for å oppnå optimal visualiseringskvalitet for splash-hendelsen. Deretter henter kulene med en scoop og rengjør kulene og scoop med isopropylalkohol. Når du er klar til å begynne eksperimentet begynne å filme tanken.Løft hengselplattformen på plass og hvil en ren tørr sfære på plattformen. Slipp bunnen av plattformen for å slippe sfæren inn i tanken. Deretter slutter du å filme, lagre videofilen og trimme videoen for å vise bare splash-hendelsen.Når du er klar til å gå videre til neste test hente sfæren med scoop. Rengjør sfæren med isopropylalkohol og la den tørke i ett minutt før du gjentar testen. Når eksperimentet er ferdig tømme tanken og la den tørke.For å forberede penetrerbare stoffer til testen skiller de ønskede stoffene i firkantede eller runde lag og bruker Vernier-kalipere til å måle den komprimerte tykkelsen på det tørre stoffet. Når du setter opp eksperimentet montere en ekstra høyhastighetskamera over tanken for å gi en topp ned visning av sfæren påvirker stoffet. Koble de horisontale kamerautgangene til inngangsklemmene for overhead kameraet med BNC-kabler.Koble en utløserbryter til det horisontale kameraet. Bruk deretter Ethernet-kabler til å koble begge kameraene til en frakoblet ruter som er koblet til kameradatamaskinen. Fokuser og konfigurer begge kameraene som vanlig.Når du er klar til å forhåndsforme eksperimentet, hviler du forsiktig det tørre stoffet på overflaten av væsken i tanken. Forsikre deg om at stoffet ikke begynner å synke før rettssaken begynner. Bruk en ren, oljefri scoop for å plassere stoffet under den hengslede plattformen.Bruk utløserbryteren til å starte samtidig med å filme sprutsonen med begge kameraene før du setter opp kollisjonen. Fjern stoffet umiddelbart etter kollisjonen. Hvis stoffet fragmenterer på støt og skrapene ikke kan manuelt samles tom og rengjøre tanken etter hver prøve for å sikre at alt stoff er fjernet.For å begynne å forberede kjemisk hydrofobe kuler passer en polyoksid mentol sfære inn i en akrylholder. Posisjoneringssfærer for et overflatebelegg er det vanskeligste aspektet ved denne protokollen. Posisjonering styres med lagstrøk akryl ark som har hull litt bredere enn kulene.Spray sfæren med en hydrofob basefrakk fra ca 15 til 30 centimeter unna uten å slikke overflaten av sfæren. Deretter sprayer sfæren med den hydrofobe toppstrøket fra ca. 15 til 30 centimeter unna uten å slikke overflaten og la den tørke i ett til to minutter. Påfør to eller tre toppbelegg til på samme måte.La sfæren tørke i 30 minutter for lett bruk eller ca 12 timer for full bruk. Når preforming innvirkning tester la sfæren tørke helt etter hver studie heller enn skylle den med isopropylalkohol. Det hydrofobe belegget vil forringes etter ca 20 studier.For å gjenbruke denne sfæren fjerne belegget med 99% isopropylalkohol og bruke basen og toppstrøkene som tidligere beskrevet. For å starte analysen importere en høyhastighets video av splash hendelse til en videoanalyse programvare. Bruk skaleringsverktøyene til å angi skaleringsverdien i centimeter basert på det synlige området i linjalen.Gå gjennom videoen for å finne en passende ramme som viser splash crown oppstigning og luftfangpment. Mål sprutkronehøyden, hulromsbredden og hulromsdybden. Bruk vinkelmålingsverktøyet til å bestemme separasjonsvinkelen.Gå videre i videoen for å finne en passende ramme som viser Worthington Jet formasjon og måle Worthington Jet høyde. Til slutt bruker du funksjonen for automatisk sporing til å trekke ut temporal posisjon og hastighetsdato for slagkraften. Hvis sporing avbrytes, bruk manuell sporing til automatisk sporing kan fortsette.Her ble denne prosedyren brukt til å evaluere effekten av stoff på sprut fra vertikale støt. Spruthøyden med en lag ble forsterket i forhold til spruthøyden uten stoff. Spruthøyden med to lag var omtrent lik spruthøyden uten stoff.Spruten ble sterkt dempet med tre og fire lag. Minimal variasjon ble observert på tvers av Weber tall for hulrom dybde, sprut bakken høyde, og hulrom bredde fra kuler påvirker en enkelt lag av stoff. Kulene vertikale posisjoner ble sporet under vann slik at observasjon av større reduksjoner i undervanns hastighet med hver lagt ply av stoff.Etterforskerne må være oppmerksomme på vedlikehold av sanitære eksperimentelle forhold under forsøket for å oppnå konsistente og gyldige resultater. Denne teknikken er ikke begrenset til materialene som presenteres her, og kan gjennomføre materialer av lignende funksjoner og evner. Ved innføring av et forhøyet reservoar som syring, kan denne prosedyren økes for undersøkelser av de vertikale virkningene av væskedråper på faste eller flytende overflater.Denne protokollen kan også forhåndsformes i større skala til generiske større effekthastigheter og et økt utvalg av dimensjonsløse parametere som alt går bra for en marine- og industriell applikasjon.

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

Visualisering av High Speed ​​Flytende Jet Impaction på en 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 ...

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

Selektiv området Modifisering av Silicon Surface fuktbarhet av Pulsed UV Laser bestråling i flytende Miljø

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

Utslipps Spektroskopiske Boundary Layer Investigation under ablativ Material Testing i Plasma

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

Utarbeidelse av væske-ekspandert overgangsmetall Dichalcogenide Nanosheets med kontrollert størrelse og tykkelse: A State of the Art Protocol

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

Pool-Koke Heat-Transfer Enhancement på sylinderflater med Hybrid Fukt Patterns

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

Forberedelse og høy temperatur anti-vedheft virkemåten til en glatt overflate på rustfritt stål

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

Effektiv analyse av menneskelig eksponering forhold med kroppen Dosimeters i 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

Visuelt basert karakterisering av det begynnende partikkel bevegelsen i vanlig underlag: fra laminær Turbulent forhold

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

Fabrikasjon av Superhydrophobic metallflater for anti-glasur programmer

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 manipulering av stående akustiske overflatebølger med Dual-frekvens 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 ...