Этот протокол демонстрирует основные экспериментальной конфигурации для воды записи экспериментов с свободном падении сферах. Обсуждаются методы для изменения поверхности жидкости с протяженными ткани, подготовка химически не смачивающей сфер и шаги для заставки визуализации и извлечения данных.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Воздействие сфер в свободном падении на глубокий жидкого бассейн с измененной жидкости и ударного элемента состояния поверхности
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Вертикальные последствия сфер на чистой воде были предметом многочисленных расследований вход воды, характеризующих формирование полости, всплеск восхождение короны и Уортингтон струи стабильности. Здесь мы устанавливаем экспериментальные протоколы для изучения динамики всплеск, когда гладкая свободном падении шары разной смачиваемости, массы и диаметр влияние свободной поверхности пул глубоко жидкость тонкой проницаемые ткани и жидкости ПАВ. Расследований вход воды обеспечивают доступной, легко собраны и выполненных экспериментов для изучения сложной механики жидкости. Мы представляем здесь перестраиваемый протокол для характеризующие всплеск высота, метрики разделения потока и ударного кинематики и представитель результаты, которые могут быть приобретены если воспроизводя наш подход. Методы применяются, когда характерные всплеск размеры остаются ниже примерно 0,5 м. Однако, этот протокол может быть адаптирован для больших высот освобождения ударного элемента и соударений, который является хорошим предзнаменованием для воплощения результатов для военно-морских и промышленности.
Введение
Характеристика динамики всплеск, вытекающих из вертикального воздействия твердых предметов на глубокий жидкого бассейн1 применяется к военной, военно-морских и промышленных приложений, таких как баллистических ракет воды вход и морской поверхности посадки2, 3,4,5. Первые исследования воды записи были проведены хорошо более чем столетие назад6,7. Здесь мы устанавливаем четкие углубленного протоколы и наилучшую практику для достижения устойчивых результатов рас....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Настройка эксперимента для вертикального воздействия
- Заполнить бак прозрачной водой размеры приблизительно 60 см x 30 см х 36 см (длина x вес x глубина) с 32 Л воды и смонтировать метр правитель («визуальные шкала») по вертикали внутри контейнера, таким образом, что база сидит жидкости, как видно на рисунке 1a.
Примечание: Глубина и ширина танка должен быть больше, чем 20 раз диаметр крупнейших сфер используется в эксперименте, чтобы убедиться, что стены эффекты являются незначительными9. Большей скоростью записи, чем те, описанные здесь будет требуют большую глубину бака. Визуальный шкала, использу....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Это установлено, протоколы позволяют для соблюдения Уортингтон струй, вытекающих из вертикального воздействия над числами диапазон Вебер 
как показано на рисунке 2 c. Эти результаты публикуются в Watson et al.1, которые могут ссылаться для точный экспериментальных условий, используемых для получения данных, представленных в настоящем документе. Мы сосредоточены на узкие у.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Этот протокол описывает экспериментальный дизайн и передовой практики для расследования сфер в свободном падении на глубокий жидкого бассейн. Мы начинаем, выделив необходимые шаги для настройки эксперимента для вертикального воздействия. Это важно для создания условий идеально заставки с использованием достаточно большой всплеск зоны, что стены эффекты незначительным9и подходящие визуальные масштаба для извлечения кинематики12,13,
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторы не имеют ничего сообщать.
Благодарности
Авторы хотели бы признать Колледж инженерных и компьютерных наук (ОЭЦ) в университете Центральной Флориды для финансирования этого проекта, Джошуа спецификации и Крис Souchik для изображения заставки и Николая Смит для ценную обратную связь.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 3D-принтер | FlashForge | Creator Pro | Двойной экструзионный |
| спирт | Swan | M314 | 99% изопропил |
| BNC кабели | Thorlabs | 2249-C-24 | |
| Штангенциркуль | в любое время Инструменты | 203185 | Диск |
| Камера | Photron | Mini AX-100 | 16 ГБ ОЗУ |
| Компьютер | Dell | Windows 7 Pro | |
| Ткань | Georgia Pacific | 19378 | Туалетная бумага |
| Ткань Kleenex | 10036000478478 | Лазерный | |
| резак | Glowforge | Basic | |
| Lights | GS Vitec | LT-V9-15 | Multi-LED |
| Microscope | Keyence | VHX-900F | Цифровая |
| ретортная стойка | VWR | VWRF08530.083 | |
| Маршрутизатор | ASUS | RT-N12 | Автономная сетевая |
| линейка | Westcott | 10432 | Линейка метра |
| Программное обеспечение | трекера | открытым исходным кодом | анализа видео |
| Photron | Fastcam Viewer | для записи видео | |
| Amazon | 8DELSET | Delrin | |
| Spray | Rust-Oleum | 274232 | водоотталкивающее |
| поверхностно-активное вещество | Dawn | 37000973782 | жидкое мыло |
| поверхностно-активное вещество | USP кошерный | 5 галлонов | глицериновый |
| тестер на растяжение | MTS | модель 42 | |
| пусковой переключатель | на заказ | ||
| резервуар для воды | Mr. Aqua | MA-730 | незакаленное стекло |
Ссылки
- Watson, D. A., Stephen, J. L., Dickerson, A. K. Jet amplification and cavity formation induced by penetrable fabrics in hydrophilic sphere entry. Physics of Fluids. 30, 082109(2018).
- Truscott, T. T. Cavity dynamics of water entry for spheres and ballistic projectiles. ....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
