水滴物理学可以改善飞机设计和疏水材料的设计欧洲杯足球竞彩

水滴下降的物理和柔性叶表面如何相互作用?飞机设计的未来有什么相关性?IIT孟买的科学家解释。很好地探索了液态滴和刚性表面之间的相互作用,但是当表面不那么柔韧的情况下,例如叶子的情况下,什么变化?印度印度技术研究所(IIT孟买)的科学家使用摄像头捕获了慢慢运动上落在人造叶子结构上的水滴的视觉效果。他们的观察结果为我们提供了一系列发现,从设计更好的农药喷雾到开发理想的抗酸色表面。

水滴,新的研究揭示了弹跳水滴的物理学

图片来源:Peter Bocklandt/Shutterstock.com

遵循某些物理规则,从桌子上的咖啡溢出到落在叶子上的雨滴到我们周围的每一个动作。液体滴在刚性表面上的机理很容易研究。此互动中的两个参与者之一(表)并没有真正改变。但是,两个“移动”参与者(例如下降下降和灵活的叶子)之间的相互作用呢?

当液滴像叶片一样撞击柔性表面时,能量会从液滴转移到表面,从而使其振动。有时,液滴在撞击后几乎立即从表面弹起。有时它会被卡住。迄今为止,尚无研究对这种情况的动态有完整的了解。

Rajneesh Bhardwaj,印度理工学院教授孟买教授

知道这种互动的机制对于一个好奇的物理学家来说是令人着迷的,但它发生了更大的变化:从开发有效的农药喷雾剂(另一种落在叶子上的液滴)和雨水收割机到设计更好的微型气动车辆。

在他们的最新研究中,被选为编辑的选择液体的物理学,Bhardwaj教授和他的团队进行了一系列实验,他们使用高速相机观察了落在灵活性上的水滴相互作用”悬臂光束是人造结构,一端支撑,在另一端携带重量,并设计为重复水,以各种可能的方式类似于叶子。

团队获得的图像详细揭示了球形水滴在撞击悬臂时如何改变其形状,悬臂的确切动作是响应响应的,以及液滴从悬臂上弹起的时间。“我们主要试图了解决定液滴弹跳机制的条件Bhardwaj博士解释说。“整个事件发生在微观时间尺度上,因此我们以每秒3500帧进行了高速成像。大致记录每0.3毫秒的图像。透明

基于收集的数据,团队发现了表面流行系统的动力学,甚至预测了如何通过修改参数来实现不同的结果。例如,在设计更有效的农药时,最大化液滴保持接触的持续时间是有用的。另一方面,最小化接触时间是抗冰表面所需的。最大化从液滴到表面的能量转移非常适合基于雨水的能量收集系统。

我们的研究提供了对与现代人类技术相关的自然现象的扎实理解。有了新的见解,我们不仅可以更好地理解昆虫在降雨中的飞行方式,而且还可以改善微型空中车翅膀的未来设计。

Rajneesh Bhardwaj,印度理工学院教授孟买教授

从基础研究到应用研究,这些发现将构成各种进一步研究的基础。即使在叶子上滴一滴雨水也可以教我们很多!

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