Diese Arbeit wurde von der Erdöl-Technologie-Entwicklungsfonds (PTDF, Nigeria) und das Engineering und Physical Sciences Research Council, UK, durch das Programm Grant MEMPHIS (Grant-Nummer EP/K003976/1) gesponsert. Die Autoren schätzen auch fruchtbare Gespräche mit Dr. Zhizhao Che.

(1) experimentelle Rig Setup
Hinweis: Siehe Abbildung 1.
<ol><li>
Fallende Film-Einheit
	<ol>
<li>Beginnen Sie mit die Substratoberfläche (Glas) mit einem sauberen, weichen Tuch reinigen. Stellen Sie sicher, dass kein Schmutz auf die Oberfläche eingehalten wird, die die flüssigen Eigenschaften verändern würde.</li>
		<li>Legen Sie den Drehpunkt des dem Glassubstrat auf den gewünschten Neigungswinkel. Einem Neigungswinkel β von 15˚ wurde in dieser Arbeit verwendet.</li>
		<li>Die elektrische Pumpe einschalten und sorgen für einen normalen flüssigen auf der filmoberfläche weiter das Glassubstrat reinigen. Für diese Arbeit war die Testflüssigkeit deionisiertes Wasser.</li>
		<li>Stellen Sie sicher, dass die gesamte Oberfläche des Substrates benetzt ist.</li>
		<li>Der Film-Volumenstrom mit dem Flow-Meter zu messen. Für diese Arbeit wurde die Fließgeschwindigkeit variiert zwischen 1.667 x 10-3 und 10 x 10-3 m3/s mit dem entsprechenden Film Reynolds-Zahl Re = ρq/Wµ, zwischen 55,5 und 333. w ist die sinkende Folienbreite, 0,30 m.</li>
		<li>Nach und nach Einstellen der Ventile auf die Fluss-Verbindung, die gewünschte Durchflussgeschwindigkeit auf dem Glassubstrat zu erhalten.</li>
		<li>Passen Sie den Satz von Mikrometer Schritt am Film Einlauf auf den entsprechenden Nusselt Film Dicke Wert für die gewählte Durchflussmenge einen hydraulischen Sprung an Film Einlauf oder eine Rückströmung der Luft in der verteilerkammer zu vermeiden.</li>
		<li>Manuell siphon alle Luft in der verteilerkammer eine gleichmäßige Strömung flussabwärts auf der filmoberfläche zu erhalten.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Film-Steuergerät
	<ol>
<li>Sicherstellen Sie, dass das Magnetventil über ein Relais nicht selbsthaltend über eine Datenkarte für den Erwerb (DAC) der Funktionsgenerator verbunden ist.</li>
		<li>Schalten Sie das Magnetventil und der Funktionsgenerator.</li>
		<li>Der Funktionsgenerator auf die gewünschte zwingen Frequenz eingestellt. In dieser Arbeit wurden die Frequenzen von 2 bis 3 Hz verwendet.</li>
		<li>Wählen Sie das gewünschte Welle Signal (Sinus, Sägezahnschwingung, quadratische Welle, etc.). In dieser Arbeit wurde ein Sinus-Signal verwendet. Abbildung 2A und 2 b zeigen den Kontrast zwischen einer unkontrollierten und kontrollierten Film.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Tröpfchen-Generation-system
	<ol>
<li>Wasser gefüllten Spritze sauber Kunststoffschlauch zuordnen.</li>
		<li>Legen Sie die Spritze in die tropfengenerators.</li>
		<li>Befestigen Sie eine Spritzennadel einer gewählten Größe (abhängig von der gewünschten Tropfendurchmesser) an das andere Ende der Kunststoffschlauch. Die Tröpfchen Durchmesserbereich studierte war zwischen 0,0023, 0.0044 m.</li>
		<li>Die Fallhöhe des Tropfens oberhalb der filmoberfläche anpassen. In dieser Arbeit die Fallhöhe Herbst war variierte von 0,005 bis 0,45 m, was Auswirkung Geschwindigkeit zwischen 0,30 ± 0,02 - 2.96 ± 0,06 m/s.</li>
		<li>Ebenso setzen Sie die streamwise Auftreffpunkt des Tropfens aus dem Film. Dies wurde eingerichtet um 0,3 m in dieser Arbeit um sicherzustellen, dass die Wellen vor Auswirkungen wohlgeformt sind.</li>
		<li>Legen Sie eine gewünschte Durchflussgeschwindigkeit für die Spritzenpumpe.</li>
		<li>Passen Sie den Durchfluss um ein Tröpfchen Generation Frequenz größer als die Wellenlänge der Wellen gebildet auf der filmoberfläche zu erreichen; um sicherzustellen, dass Tropfen nacheinander in verschiedenen Regionen des kontrollierten Films eingreifen. Siehe Abbildung 2; mit einer Erweiterung einer singulären Wellenform in Abb. 2D , die Unterschiede in das strömungsbild unter jede Region19,20zeigen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
High-Speed-imaging-setup
	<ol>
<li>Legen Sie die Kamera auf ein Stativ (oder jede andere geeignete Anordnung).</li>
		<li>Wählen Sie das Makro-Objektiv mit gewünschte Brennweite und an die Kamera anschließen.</li>
		<li>Die High-Speed-Kamera einschalten und direkten Fokus auf der filmoberfläche zu gewährleisten. Richten Sie die Kamera auf 7˚ und 12˚ horizontale und vertikale Abweichungen bzw. auf der Folienoberfläche. Das gibt ein ausgezeichnetes Seitenansicht Bild des Prozesses Auswirkungen, was zu einer Auflösung von 67,5 µm/Pixel und 46,6 µm/Pixel in Richtung streamwise und spanwise bzw..</li>
		<li>Stellen Sie den Fokus der Kamera-Linse (bei der größten Blende) mithilfe einer Kalibrierung genau auf die Tröpfchen Auswirkungen vor Ort gelegt.</li>
		<li>Sobald ein scharf gewonnen worden sind, reduzieren Sie die Blende um sicherzustellen, dass nur eine kleine Menge von Licht die Kamera betritt.</li>
		<li>Stellen Sie die gewünschte Framerate, Auflösung und Verschlusszeit der High-Speed-Kamera. Eine Frame-Rate von 5000 bps, 800 x 600 Auflösung, Blende Größe 1/16 und eine Verschlusszeit von 1 µs wurden in dieser Arbeit verwendet.</li>
		<li>Legen Sie die leichte Diffusor vor der Lichtquelle, wie in Abbildung 1dargestellt, um sicherzustellen, dass das Licht gleichmäßig in der gesamten bildgebenden Region verbreitet ist.</li>
		<li>Schalten Sie die Lichtquelle, die einheitliche Verbreitung des Lichts über die imaging-Bereich zu bestätigen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Kalibrierung
Hinweis: Siehe Abbildung 3.
<ol><li>Legen Sie ein Lineal in Strömungsrichtung Film (genau an der Stelle des Aufpralls) und erhalten Sie Momentaufnahmen der Messpunkte auf der filmoberfläche zu.</li>
	<li>Wiederholen Sie 2.1 aber mit dem Lineal in die spanwise Richtung.</li>
	<li>Mithilfe der oben genannten um räumlichen Auflösungen auf der filmoberfläche zu erhalten.</li>
</ol>(3) video-Aufzeichnung und Datenerfassung
<ol><li>Sobald Film fließen auf dem Prüfstand besteht, beginnen Sie die Spritzenpumpe und beobachten Sie die Wirkung der Tropfen Tropfen auf der filmoberfläche.</li>
	<li>Starten Sie der Funktionsgenerator und beobachten Sie die Produktion von raumzeitlich regelmäßige Wellen auf der filmoberfläche.</li>
	<li>Sicherstellen Sie, dass die aufeinanderfolgenden Tropfen sind Auswirkungen auf die verschiedenen Regionen von der kontrollierten Folienoberfläche.</li>
	<li>Beobachten, die Post-Triggerung Anzahl Rahmen und legen Sie diese auf etwa die Hälfte der Videolänge, die Auswirkungen angemessen zu erfassen.</li>
	<li>Schalten Sie die Lichtquelle und Auslöser der Bildaufnahme, sobald sich der Fall.</li>
	<li>Schalten Sie die Lichtquelle sobald Bildaufnahme nicht überhitzen des flüssigkeitsfilms abgeschlossen ist.</li>
	<li>Visuelle Analyse des erhaltenen Snapshots auf dem Computerbildschirm. Überprüfen Sie, ob die Auswirkungen auf eine Flachfolie, Kapillare Welle stattgefunden hat oder Welle Buckel Regionen.</li>
	<li>Schneiden Sie nach unten das Video zu dem Teil zeigt den Einfluss Prozess und speichern Sie Frame-Bereich in einem Video/Bild-Format.</li>
	<li>Wiederholen Sie die 3,5-3,8 und Datensatz individuellen Auswirkungen auf alle Regionen auf der filmoberfläche viz. einsamen Buckel, Kapillarwellen und Flachfolie.</li>
</ol>4. Bild-Nachbearbeitung und Analyse
<ol><li>Legen Sie ein Lineal in das Sichtfeld und berechnen Sie die räumliche Auflösung durch zählen, wie viele Pixel über 1 cm. mit der Kalibrierung Bild passen zu, erhalten Sie einen Skalierfaktor für Bild Dimension Messung.</li>
	<li>Vergleichen Sie die Ergebnisse des Prozesses der Auswirkungen auf die Regionen unterschiedliche Auswirkungen aus den High-Speed-Aufnahmen. Überprüfen Sie, bemerkenswerte Unterschiede.</li>
	<li>Mithilfe einer geeigneten MATLAB Bildverarbeitungs-Routine, die Eigenschaften Eigenschaften des Produkts des Prozesses Auswirkungen Messen: nämlich im Spritzwasser-Modus messen die Krone Höhe, Durchmesser, Wanddicke, Winkel, Krone gerichtete Richtung, Anzahl und Größe zu kippen Verteilung der ausgeworfene sekundäre Tröpfchen.</li>
	<li>Als 4.3 oben für die Low-Weber Auswirkungen ähnliche Quantitative Analysen durchführen. Anzahl der Pinch-off-Zeit des Satelliten fällt aus der Zeit-gerahmte Bilder und Messen der Apex Länge und Breite der Spalte in partiellen Koaleszenz vor Pinch-off von sekundären Tropfen gebildet. Messen Sie die Größe des ausgeworfenen sekundäre Tropfen. Die Anzahl der Kaskade in einem wiederholten Pinch-off-Prozess.</li>
	<li>Alle qualitative Unterschiede in den einzelnen Regionen zu beobachten.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Yarin, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drop+impact+dynamics:+Splashing,+spreading,+receding,+bouncing&#8230;.">Drop impact dynamics: Splashing, spreading, receding, bouncing&#8230;.</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 38, 159-192 (2006).</li><li>Rein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenomena+of+liquid+drop+impact+on+solid+and+liquid+surfaces.">Phenomena of liquid drop impact on solid and liquid surfaces.</a> Fluid Dynamics Research. 12 (2), 61-93 (1993).</li><li>Liang, G., Mudawar, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+mass+and+momentum+interactions+during+drop+impact+on+a+liquid+film.">Review of mass and momentum interactions during drop impact on a liquid film.</a> International Journal of Heat and Mass Transfer. 101, 577-599 (2016).</li><li>Dam, D. B., Le Clerc, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+study+of+the+impact+of+an+ink-jet+printed+droplet+on+a+solid+substrate.">Experimental study of the impact of an ink-jet printed droplet on a solid substrate.</a> Physics of Fluids. 16 (9), 3403-3414 (2004).</li><li>Worthington, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A study of splashes. , (1908).</li><li>Edgerton, H. E., Killian, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Flash! Seeing the unseen by ultra-high-speed photography. , (1954).</li><li>Josserand, C., Thoroddsen, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drop+impact+on+a+solid+surface.">Drop impact on a solid surface.</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 48, 365-391 (2016).</li><li>Kolinski, J. M., Mahadevan, L., Rubinstein, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lift-off+instability+during+the+impact+of+a+drop+on+a+solid+surface.">Lift-off instability during the impact of a drop on a solid surface.</a> Physical Review Letters. 112 (13), 134501 (2014).</li><li>Hobbs, P. V., Osheroff, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Splashing+of+drops+on+shallow+liquids.">Splashing of drops on shallow liquids.</a> Science. 158 (3805), 1184-1186 (1967).</li><li>Adomeit, P., Renz, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrodynamics+of+three-dimensional+waves+in+laminar+falling+films.">Hydrodynamics of three-dimensional waves in laminar falling films.</a> International Journal of Multiphase Flow. 26 (7), 1183-1208 (2000).</li><li>Blanchette, F., Bigioni, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+drop+coalescence+at+fluid+interfaces.">Dynamics of drop coalescence at fluid interfaces.</a> Journal of Fluid Mechanics. 620, 333-352 (2009).</li><li>Wang, A. B., Chen, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Splashing+impact+of+a+single+drop+onto+very+thin+liquid+films.">Splashing impact of a single drop onto very thin liquid films.</a> Physics of Fluids. 12 (9), 2155-2158 (2000).</li><li>Che, Z., Deygas, A., Matar, O. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+droplets+on+inclined+flowing+liquid+films.">Impact of droplets on inclined flowing liquid films.</a> Physical Review E. 92 (2), 023032 (2015).</li><li>Craster, R. V., Matar, O. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+and+stability+of+thin+liquid+films.">Dynamics and stability of thin liquid films.</a> Reviews of Modern Physics. 81 (3), 1131 (2009).</li><li>Adebayo, I. T., Matar, O. K. <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+flowing+liquid+films+with+inlet+forcing:+the+splashing+regime.">Droplet impact on flowing liquid films with inlet forcing: the splashing regime.</a> Soft Matter. 13 (41), 7473-7485 (2017).</li><li>Chang, H. H., Demekhin, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Complex wave dynamics on thin films. 14, (2002).</li><li>Liu, J., Gollub, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solitary+wave+dynamics+of+film+flows.">Solitary wave dynamics of film flows.</a> Physics of Fluids. 6 (5), 1702-1712 (1994).</li><li>Benjamin, T. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wave+formation+in+laminar+flow+down+an+inclined+plane.">Wave formation in laminar flow down an inclined plane.</a> Journal of Fluid Mechanics. 2 (6), 554-573 (1957).</li><li>Kalliadasis, S., Ruyer-Quil, C., Scheid, B., Velarde, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Falling liquid films. 176, (2011).</li><li>Adebayo, I., Xie, Z., Che, Z., Matar, O. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Doubly+excited+pulse+waves+on+thin+liquid+films+flowing+down+an+inclined+plane:+An+experimental+and+numerical+study.">Doubly excited pulse waves on thin liquid films flowing down an inclined plane: An experimental and numerical study.</a> Physical Review E. 96 (1), 013118 (2017).</li><li>Turitsyn, K. S., Lai, L., Zhang, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+Disconnection+of+an+Underwater+Air+Bubble:+Persistent+Neck+Vibrations+Evolve+into+a+smooth+Contact.">Asymmetric Disconnection of an Underwater Air Bubble: Persistent Neck Vibrations Evolve into a smooth Contact.</a> Physical Review Letters. 103, 124501 (2009).</li><li>Miskin, M. Z., Jaeger, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet+Formation+and+Scaling+in+Dense+Suspensions.">Droplet Formation and Scaling in Dense Suspensions.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109, 4389-4394 (2012).</li><li>Paulsen, J. D., Burton, J. C., Nagel, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viscous+to+Inertial+Crossover+in+Liquid+Drop+Coalescence.">Viscous to Inertial Crossover in Liquid Drop Coalescence.</a> Physical Review Letters. 103, 114501 (2011).</li><li>Royer, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Birth+and+growth+of+a+granular+jet.">Birth and growth of a granular jet.</a> Physical Review E. 78, 011305 (2008).</li></ol>

Die Autoren haben nichts zu verzollen.

In diesem Abschnitt stellen wir ein paar Tipps notwendig um sicherzustellen, dass qualitative Ergebnisse erzielt werden, aus dem Protokoll. Erstens das Glassubstrat auf dem Flüssigkeitsfilm fließt komplett schmutzfrei dazu die Eigenschaften des flüssigkeitsfilms gehalten werden müssen bleiben kompromisslose. Dies ist möglich durch regelmäßige Reinigung (wahrscheinlich mit Hilfe eines geeigneten Reinigungsmittels und wischte über ein Tablett, Auflösung in das System zu vermeiden). Ebenso sollte eine regelmäßige Erneuerung der ganze Test-Flüssigkeit nach einigen experimentellen Runden, um exakte Ergebnisse zu gewährleisten.
Zweitens muss die Flüssigkeit verteilerkammer gut vernetzten und auch luftdicht um sicherzustellen, dass das abfließende Flüssigkeitsfilm einheitlich gehalten. Dies kann manuell Absaugen Luft aus dem Verteilerkasten vor jedem Experiment. Die Verwendung von Mikrometer-Schritten am Film Einlauf ist auch ratsam, auf die Lücke-Höhe am Film Einlass die genaue Schichtdicke vorhergesagt durch die Nusselt-Schätzung der Film Strömung an die entsprechenden Reynolds-Zahl eingestellt. Dies verhindert einen hydraulischen Sprung oder Rückfluss am Einlass.
Der Betrieb des Magnetventils muss immer auch geprüft und ordnungsgemäß festgestellt. Und zwar deshalb, weil eine entsprechende Pulsation des Flusses erforderlich ist, um die Produktion der erzwungenen Wellen zu gewährleisten. Dies könnte von der regelmäßigen klickendes Geräusch das Magnetventil sowie eine wahrgenommene Pulsation entlang der Anschlussrohre überprüft werden. Der flüssigen Durchfluss in die Spritzenpumpe muss auch sorgfältig eingestellt werden, um sicherzustellen, dass die Tropfen in gewissem tropft, Vermeidung von Pre-Beschleunigung vor dem ausgestoßen werden.
Entsprechende Kalibrierung der High-Speed-Kamera muss gewährleistet sein, um sehr genaue Ergebnisse zu erhalten. Die Blende muss auch unter Berücksichtigung von Parametern wie der Schärfentiefe, Belichtungszeit und Gesamthelligkeit des Bildes sorgfältig gewählt werden. Für die Kamera, während der Videoaufnahme auslösen müssen die Benutzer auch zu schätzen, wie viele Frames vor Auslösung aufgezeichnet werden soll. Dies kann mit Einzelpersonen, abhängig von der Drop Auswirkungen variieren, daher mehrere Test Tests zum üben vor dem tatsächlichen Messungen empfohlen werden. Ebenso muss die Lichtquelle richtig angeordnet und gut diffuse Schatten im Bild zu minimieren.
Es ist wichtig zu beachten und nicht vergessen, dass der Schwerpunkt der Studie die Beiträge von Wellen, um die Auswirkungen Dynamik der fallenden Tropfen, daher ist die Bildung von regelmäßigen Welle Strukturen wichtig, eine genaue Untersuchung der zugrundeliegenden Physik. In Szenarien, wo die Welle Strukturen schnell Übergang zum dreidimensionalen Strukturen beobachtet werden, ist es ratsam, dass der Neigungswinkel Substrat reduzierte14,19 , einen langsameren Übergang von der Welle Strukturen zu erleichtern werden .
Eine Einschränkung der Technik wird in Ermangelung eines Messgerätes, die Angabe der tatsächlichen momentanen Schichtdicke auf jede Region Auswirkungen beobachtet. Dies würde zusätzliche Details auf die insgesamt beobachteten Phänomene zur Verfügung gestellt haben.
Zusammenfassend lässt sich sagen kann das in diesem Bericht beschriebenen Verfahren auch verwendet werden, um einfache Welle Entwicklung Dynamik, zu studieren, während die High-Speed-imaging-System beschrieben auf viele Forschungsfelder mit schnelle Dynamik wie flüssigkeitstropfens Auseinanderbrechen21, angewendet werden können 22/coalescence23, granulare Düsen24, etc. wo wichtige Phänomene an einem Mikro Zeitrahmen eingehalten werden.

Tropfen ist ein sehr weit verbreitetes Phänomen in der Natur und zieht die Aufmerksamkeit von jedem neugieriger Beobachter1. Es stellt ein aktives Forschungsfeld durch seine zahlreichen Anwendungen, darunter sprühnebelkühlung Feuer-Unterdrückung, Inkjet-Druck, Spray-Beschichtung, Ablagerung von Lötzinn Unebenheiten auf Leiterplatten, die Gestaltung von Verbrennungsmotoren, Oberfläche reinigen und Zelle-Druck2. Die Anwendung erstreckt sich auch auf Landwirtschaft, z.B., Beregnung, Bewässerung und Pflanzenschutz Spritzen3,4. Wegweisende Arbeit stammt ausdem 19. Jahrhundert, mit der Arbeit von Worthington5, während große Fortschritte erst vor kurzem durch das Aufkommen von High-Speed-imaging6vorgenommen wurden . Seitdem wurden mehrere Studien durchgeführt; Verwendung unterschiedlicher Arten von Auswirkungen Oberflächen von Festkörpern7,8, flach,9 und tief flüssigen Pools10,11 , Dünnschichten12,13.
Trotz des großen Volumens der Forschung über Tröpfchen Auswirkungen auf flüssigen Oberflächen (d.h., flachen und tiefen Pools und ruhenden Filme), hat Auswirkungen auf die fließende dünne flüssigkeitsfilme nicht so viel Aufmerksamkeit erhalten. Darüber hinaus haben Studien bisher, die Beiträge der räumlichen Strukturen der Wellen zu Tröpfchen Auswirkungen Dynamik vernachlässigt.
In diesem Bericht stellen wir Ihnen ein detailliertes experimentelle Verfahren untersuchen die Tröpfchen Folgenabschätzung auf fließende Filme, deren Dynamik durch Einlass erzwingen der Flüssigkeitsstrom Rate beeinflusst werden; Im folgenden verweisen wir auf sie als "kontrolliert" Filme. Wir finden, dass diese haben zahlreiche Anwendungen in mehrphasigen Branchen (z. B. bei der Kühlung Türme, in Destillationskolonnen, und auch in den ringförmigen Strömungsregime zu beobachten, in zwei-Phasen-Strömungen), zumal Film Kontrolle, ein wichtiger Schritt in geworden ist die Intensivierung der Wärme- und Stofftransport in vielen Prozess Industrie14. Der interessierte Leser wird unsere bisherige Arbeit15 für mehr Details über die Ergebnisse unserer Forschung Bemühungen zu diesem bezeichnet.
Diese Anwendung der Frequenz Schwingungen der Einlass Durchflussmenge führt zur Bildung von regelmäßigen Wellen auf der filmoberfläche. Wir konzentrieren uns auf die solitäre Welle-Familie, die ist im Wesentlichen geprägt von schmalen Spitzen weit voneinander entfernt und eine Reihe von Front-Running Kapillarwellen16,17,18vorangestellt ist. Wir studieren das Ergebnis über die Auswirkungen der drei Hauptteile des einsamen Wellenstruktur zugeordnet: "Flachfolie" und "Welle Buckel" Front-Running "Kapillare Welle" Regionen. Wir vergleichen auch diese Ergebnisse mit denen unkontrolliert fließenden Filme zugeordnet. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die stochastische Natur der Welle Auftritt auf der unkontrollierten Film deutlich beeinflusst das Ergebnis der Tropfen Wirkung, mit den getrennten Regionen des kontrollierten Films zeigt auch neue Mechanismen, die wir haben detaillierte beide qualitativ und quantitativ.
In der bisherigen Papier-15mit dem gleichen Verfahren haben wir untersucht die Wirkung von Film Kontrolle über Tröpfchen Auswirkungen Dynamik in das Spritzwasser Regime. Die erzielten Ergebnisse zeigten sowohl quantitative als auch qualitative Unterschiede in der Krone-Morphologie (Höhe, Durchmesser, Wandstärke, Neigung und Richtung) sowie die Anzahl und Größe Verteilung der ausgeworfenen sekundäre Tröpfchen.
In diesem Bericht beschreiben wir die gestaltete Einrichtung um die entscheidende Rolle von diesen räumlichen Strukturen in der Tröpfchen Auswirkungen Dynamik und auch vorhanden prägnanten Details unserer Ergebnisse nicht nur in das Spritzwasser Regime, sondern auch für andere Ergebnisse der Tröpfchen zu verstehen Auswirkungen (nämlich springen, Rutschen, partiell/Total Koaleszenz). Befolgen Sie die unten beschriebene Standardprotokoll, kann die Wirkung von Film-Steuerelement auf das Droplet Auswirkungen Dynamik in reproduzierbarer Weise untersucht werden.

<table><tbody><tr><td>Function generator</td><td>GW INSTEK</td><td>AFG 2005 Series, Digital. Geo0852266</td><td>Produces a varied type of wave signals, ranging from sine, square to saw-tooth wave at different frequencies (0.1 Hz - 5 MHz).</td></tr><tr><td>Syringe pump</td><td>Braintree Scientific Inc.</td><td>Bs-8000 /225540</td><td></td></tr><tr><td>Solenoid valve</td><td>SMC-VXD</td><td>2142A.&lt;br/&gt; 0AE-5001</td><td>Series-pilot-operated-two-port</td></tr><tr><td>Relay</td><td>Takamisara</td><td>A5W-K.&lt;br/&gt; 154424C-03L</td><td></td></tr><tr><td>Electric pump</td><td>Clarke SP</td><td>SPE1200SS 1</td><td></td></tr><tr><td>Flow meter</td><td>RS Component</td><td>CYNERGY3 UF25B 14011600040110</td><td>Measurement range: 0.2-25 L/min</td></tr><tr><td>Micrometer step</td><td>RS Component</td><td>Micrometer Head</td><td>0.01 mm/0 -13 mm</td></tr><tr><td>High-speed camera</td><td>Olympus</td><td>I-SPEED 3.</td><td>Capable of recording at up to 100, 000 frames per second.</td></tr><tr><td>Light source</td><td>TLC Electrical supplies</td><td>IP54 -black</td><td>Double enclosed halogen floodlight. Rating 500 W.</td></tr><tr><td>Light diffusor</td><td>OptiGraphix</td><td>DFPMET</td><td>250 &amp;mu;m thickness</td></tr><tr><td>Glass substrate</td><td>Instrument Glasses Ltd</td><td>Soda Lime Float Glass; 570 mm x 300 mm x 4 mm</td><td>Flatness tolerance 0.02/0.04.</td></tr><tr><td>Macro-lenses</td><td>(a) Nikon&lt;br/&gt; (b) Sigma</td><td>(a) AF-Micro-Nikkor 60 mm f/2.8 D&lt;br/&gt; (b) 105 mm f/2.8 Macro-Ex</td><td></td></tr><tr><td>Test-liquid</td><td>De-ionized water from the Imperial College Analytical Lab.</td><td>Standard solution&lt;br/&gt; (AnalaR)</td><td></td></tr></tbody></table>

film control to study contributions of waves to droplet impact dynamics on thin flowing liquid films

Droplet Auswirkungen ist ein sehr weit verbreitetes Phänomen in der Natur und zieht Aufmerksamkeit wegen seiner ästhetischen Faszination und vielfältigen Anwendungen. Frühere Studien zu fließenden flüssigkeitsfilme haben die Beiträge der räumlichen Strukturen von Wellen auf das Ergebnis Einfluss vernachlässigt, während dies vor kurzem gezeigt hat, haben einen erheblichen Einfluss auf die Drop-Auswirkungen-Dynamik. In diesem Bericht beschreiben wir eine schrittweise Anleitung zur Untersuchung der Wirkung regelmäßigen Zulauf zu zwingen, von einem fließenden Flüssigkeitsfilm führt zu die Produktion der raumzeitlichen regelmäßigen Welle Strukturen auf Drop Auswirkungen Dynamik. Ein Funktionsgenerator in Verbindung mit einem Magnetventil wird verwendet, um diese raumzeitlich regelmäßigen Welle Strukturen auf der filmoberfläche zu begeistern, während die Auswirkungen Dynamik der Uniform-große Tröpfchen mit einer Highspeed-Kamera erfasst werden. Drei verschiedene Regionen werden dann untersucht; nämlich der Kapillare Welle-Region vor der großen Welle Spitze, Flachfolien-Region und der Welle-Buckel-Region. Die Auswirkungen der wichtigen Dimensionslose Größen wie Film Reynolds, drop Weber und Ohnesorge Zahlen von der Film-Durchfluss, Drop-Geschwindigkeit und Tropfengröße parametrisiert werden ebenfalls untersucht. Unsere Ergebnisse zeigen interessante, bisher unentdeckte Dynamik durch diese Anwendung Film Einlass Erzwingen des fließenden Films für beide niedriger und hoher Trägheit Tropfen herbeigeführt.

Watch this Scientific Journal Video about Film Control to Study Contributions of Waves to Droplet Impact Dynamics on Thin Flowing Liquid Films at JoVE.com

Film Control to Study Contributions of Waves to Droplet Impact Dynamics on Thin Flowing Liquid Films

Ein Protokoll zu die Beiträgen der Wellen zu Tröpfchen Auswirkungen Dynamik auf fließende flüssigkeitsfilme studieren wird vorgestellt.

Film-Kontrolle, Beiträge der Wellen zu Tröpfchen Auswirkungen Dynamik auf dünnen fließt Flüssigkeitsfilme zu studieren

Droplet impact is a very common phenomenon in nature and attracts attention due to its aesthetic fascination and wide-ranging applications. Previous ...

film-control-to-study-contributions-waves-to-droplet-impact-dynamics

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

7.3K Aufrufe.  Imperial College London. Ein Protokoll zu die Beiträgen der Wellen zu Tröpfchen Auswirkungen Dynamik auf fließende flüssigkeitsfilme studieren wird vorgestellt.

Serie: Film Control to Study Contributions of Waves to Droplet Impact Dynamics on Thin Flowing Liquid Films

Fast Imaging Technique to Study Drop Impact Dynamics of Non-Newtonian Fluids

In the field of fluid mechanics, many dynamical processes not only occur over a very short time interval but also require high spatial resolution for detailed observation, scenarios that make it challenging to observe with conventional imaging systems. One of these is the drop impact of liquids, which usually happens within one tenth of millisecond. To tackle this challenge, a fast imaging technique is introduced that combines a high-speed camera (capable of up to one million frames per second) with a macro lens with long working distance to bring the spatial resolution of the image down to 10 &#181;m/pixel. The imaging technique enables precise measurement of relevant fluid dynamic quantities, such as the flow field, the spreading distance and the splashing speed, from analysis of the recorded video. To demonstrate the capabilities of this visualization system, the impact dynamics when droplets of non-Newtonian fluids impinge on a flat hard surface are characterized. Two situations are considered: for oxidized liquid metal droplets we focus on the spreading behavior, and for densely packed suspensions we determine the onset of splashing. More generally, the combination of high temporal and spatial imaging resolution introduced here offers advantages for studying fast dynamics across a wide range of microscale phenomena.

Drop impact of non-Newtonian fluids is a complex process since different physical parameters influence the dynamics over a very short time (less than one tenth of a millisecond). A fast imaging technique is introduced in order to characterize the impact behaviors of different non-Newtonian fluids.

Schnelle Bildtechnik Tropfen Schlag Dynamik der Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten Studieren

In the field of fluid mechanics, many dynamical processes not only occur over a very short time interval but also require high spatial resolution for ...

Forschung

Ingenieurwesen

Taking Advantage of Reduced Droplet-surface Interaction to Optimize Transport of Bioanalytes in Digital Microfluidics

Digital microfluidics (DMF), a technique for manipulation of droplets, is a promising alternative for the development of &#8220;lab-on-a-chip&#8221; platforms. Often, droplet motion relies on the wetting of a surface, directly associated with the application of an electric field; surface interactions, however, make motion dependent on droplet contents, limiting the breadth of applications of the technique.
Some alternatives have been presented to minimize this dependence. However, they rely on the addition of extra chemical species to the droplet or its surroundings, which could potentially interact with droplet moieties. Addressing this challenge, our group recently developed Field-DW devices to allow the transport of cells and proteins in DMF, without extra additives.
Here, the protocol for device fabrication and operation is provided, including the electronic interface for motion control. We also continue the studies with the devices, showing that multicellular, relatively large, model organisms can also be transported, arguably unaffected by the electric fields required for device operation.

The protocol for fabrication and operation of field dewetting devices (Field-DW) is described, as well as the preliminary studies of the effects of electric fields on droplet contents.

Vorteilhafte Reduzierte Droplet-Oberflächen-Wechselwirkung, um den Transport Bioanalyten in Digitale Mikrofluidik Optimieren

Digital microfluidics (DMF), a technique for manipulation of droplets, is a promising alternative for the development of &#8220;lab-on-a-chip&#8221; ...

Visualization of High Speed Liquid Jet Impaction on a 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 between 0 and 25 m/sec) and a spinning disk device (for examining surface speeds between 15 and 100 m/sec). The air cannon linear traverse is a pneumatic energy-powered system that is designed to accelerate a metal rail surface mounted on top of a wooden projectile. A pressurized cylinder fitted with a solenoid valve rapidly releases pressurized air into the barrel, forcing the projectile down the cannon barrel. The projectile travels beneath a spray nozzle, which impinges a liquid jet onto its metal upper surface, and the projectile then hits a stopping mechanism. A camera records the jet impingement, and a pressure transducer records the spray nozzle backpressure. The spinning disk set-up consists of a steel disk that reaches speeds of 500 to 3,000 rpm via a variable frequency drive (VFD) motor. A spray system similar to that of the air cannon generates a liquid jet that impinges onto the spinning disc, and cameras placed at several optical access points record the jet impingement. Video recordings of jet impingement processes are recorded and examined to determine whether the outcome of impingement is splash, splatter, or deposition. The apparatuses are the first that involve the high speed impingement of low-Reynolds-number liquid jets on high speed moving surfaces. In addition to its rail industry applications, the described technique may be used for technical and industrial purposes such as steelmaking and may be relevant to high-speed 3D printing.

Two experimental devices for examining liquid jet impingement on a high-speed moving surface are described: an air cannon device and a spinning disk device. The apparatuses are used to determine optimal approaches to the application of liquid friction modifier (LFM) onto rail tracks for top-of-rail friction control.

Visualisierung von High-Speed-Flüssigkeitsstrahl-Impaction auf einer sich bewegenden Oberfläche

Two apparatuses for examining liquid jet impingement on a high-speed moving surface are described: an air cannon device (for examining surface speeds ...

Capillary-based Centrifugal Microfluidic Device for Size-controllable Formation of Monodisperse Microdroplets

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal microfluidic device. W/O microdroplets have recently been used in powerful methods that enable miniaturized chemical experiments. Therefore, developing a versatile method to yield monodisperse W/O microdroplets is needed. We have developed a method for generating monodisperse W/O microdroplets based on a capillary-based centrifugal axisymmetric co-flowing microfluidic device. We succeeded in controlling the size of microdroplets by adjusting the capillary orifice. Our method requires equipment that is easier-to-use than with other microfluidic techniques, requires only a small volume (0.1-1 &#181;l) of sample solution for encapsulation, and enables the production of hundreds of thousands number of W/O microdroplets per second. We expect this method will assist biological studies that require precious biological samples by conserving the volume of the samples for rapid quantitative analysis biochemical and biological studies.

Here, we demonstrate a simple production method for size-controllable, monodisperse, water-in-oil (W/O) microdroplets using a capillary-based centrifugal microfluidic device. This method requires only a small sample volume and enables high-yield production. We expect this method will be useful for rapid biochemical and cellular analyses.

Kapillar-basierten Kreisel Mikrofluidik-Vorrichtung zur Größe steuerbare Bildung von monodispersen Mikrotröpfchen

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal ...

Fabricating High-viscosity Droplets using Microfluidic Capillary Device with Phase-inversion Co-flow Structure

The generation of monodisperse droplets with high viscosity has always been a challenge in droplet microfluidics. Here, we demonstrate a phase-inversion co-flow device to generate uniform high-viscosity droplets in a low-viscosity fluid. The microfluidic capillary device has a common co-flow structure with its exit connecting to a wider tube. Elongated droplets of the low-viscosity fluid are first encapsulated by the high-viscosity fluid in the co-flow structure. As the elongated low-viscosity droplets flow through the exit, which is treated to be wetted by the low-viscosity fluid, phase inversion is then induced by the adhesion of the low viscosity droplets to the tip of the exit, which results in the subsequent inverse encapsulation of the high-viscosity fluid. The size of the resultant high-viscosity droplets can be adjusted by changing the flow rate ratio of the low-viscosity fluid to the high-viscosity fluid. We demonstrate several typical examples of the generation of high-viscosity droplets with a viscosity up to 11.9 Pas, such as glycerol, honey, starch, and polymer solution. The method provides a simple and straightforward approach to generate monodisperse high-viscosity droplets, which may be used in a variety of droplet-based applications, such as materials synthesis, drug delivery, cell assay, bioengineering, and food engineering.

A phase-inversion co-flow device is demonstrated to generate monodisperse high-viscosity droplets above 1 Pas, which is difficult to realize in droplet microfluidics.

Herstellung von hoher Viskosität Tröpfchen mit mikrofluidischen Kapillare Gerät mit Phase-Inversion Co-Flow Struktur

The generation of monodisperse droplets with high viscosity has always been a challenge in droplet microfluidics. Here, we demonstrate a phase-inversion ...

Chemie

Generation of Size-controlled Poly (ethylene Glycol) Diacrylate Droplets via Semi-3-Dimensional Flow Focusing Microfluidic Devices

Uniform and size-controllable poly (ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) droplets could be produced via the flow focusing process in a microfluidic device. This paper proposes a semi-three-dimensional (semi-3D) flow-focusing microfluidic chip for droplet formation. The polydimethylsiloxane (PDMS) chip was fabricated using the multi-layer soft lithography method. Hexadecane containing surfactant was used as the continuous phase, and PEGDA with the ultraviolet (UV) photo-initiator was the dispersed phase. Surfactants allowed the local surface tension to drop and formed a more cusped tip which promoted breaking into tiny micro-droplets. As the pressure of dispersed phase was constant, the size of droplets became smaller with increasing continuous phase pressure before dispersed phase flow was broken off. As a result, droplets with size variation from 1 &#181;m to 80 &#181;m in diameter could be selectively achieved by changing the pressure ratio in two inlet channels, and the average coefficient of variation was estimated to be below 7%. Furthermore, droplets could turn into micro-beads by UV exposure for photo-polymerization. Conjugating biomolecules on such micro-beads surface have many potential applications in the fields of biology and chemistry.

Generation of Size-controlled Poly ethylene Glycol Diacrylate Droplets via Semi-3-Dimensional Flow Focusing Microfluidic Devices

Here, we present a protocol to illustrate the fabrication processes and verifying experiments of a semi-three-dimensional (semi-3D) flow-focusing microfluidic chip for droplet formation.

Größe-gesteuerte Poly (Ethylenglycol) Diacrylate Tröpfchen über Semi-3-dimensionale fließen mit Schwerpunkt mikrofluidischen Geräte-Generation

Uniform and size-controllable poly (ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) droplets could be produced via the flow focusing process in a microfluidic device. ...

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

Two different experimental methods for determining the threshold of particle motion as a function of geometrical properties of the bed from laminar to turbulent flow conditions are presented. For that purpose, the incipient motion of a single bead is studied on regular substrates that consist of a monolayer of fixed spheres of uniform size that are regularly arranged in triangular and quadratic symmetries. The threshold is characterized by the critical Shields number. The criterion for the onset of motion is defined as the displacement from the original equilibrium position to the neighboring one. The displacement and the mode of motion are identified with an imaging system. The laminar flow is induced using a rotational rheometer with a parallel disk configuration. The shear Reynolds number remains below 1. The turbulent flow is induced in a low-speed wind tunnel with open jet test section. The air velocity is regulated with a frequency converter on the blower fan. The velocity profile is measured with a hot wire probe connected to a hot film anemometer. The shear Reynolds number ranges between 40 and 150. The logarithmic velocity law and the modified wall law presented by Rotta are used to infer the shear velocity from the experimental data. The latter is of special interest when the mobile bead is partially exposed to the turbulent flow in the so-called hydraulically transitional flow regime. The shear stress is estimated at onset of motion. Some illustrative results showing the strong impact of the angle of repose, and the exposure of the bead to shear flow are represented in both regimes.

Two different methods for characterizing the incipient particle motion of a single bead as a function of the sediment bed geometry from laminar to turbulent flow are presented.

Visuell basierte Charakterisierung der beginnenden Partikelbewegung in regelmäßigen Substraten: vom laminaren zum turbulenten Bedingungen

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

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

Vertical impacts of spheres on clean water have been the subject of numerous water entry investigations characterizing cavity formation, splash crown ascension and Worthington jet stability. Here, we establish experimental protocols for examining splash dynamics when smooth free-falling spheres of varying wettability, mass, and diameter impact the free surface of a deep liquid pool modified by thin penetrable fabrics and liquid surfactants. Water entry investigations provide accessible, easily assembled and executed experiments for studying complex fluid mechanics. We present herein a tunable protocol for characterizing splash height, flow separation metrics, and impactor kinematics, and representative results which might be acquired if reproducing our approach. The methods are applicable when characteristic splash dimensions remain below approximately 0.5 m. However, this protocol may be adapted for greater impactor release heights and impact velocities, which augurs well for translating results to naval and industry applications.

This protocol demonstrates the basic experimental configuration for water entry experiments with free-falling spheres. Methods for the alteration of liquid surface with penetrable fabrics, the preparation of chemically non-wetting spheres, and steps for splash visualization and data extraction are discussed.

Auswirkungen der frei fallende Kugeln auf ein tief flüssigen Pool mit veränderten Flüssigkeit und Impaktor Oberflächenbedingungen

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

Measuring the Interaction Force Between a Droplet and a Super-hydrophobic Substrate by the Optical Lever Method

The goal of this paper is to investigate the interaction force between droplets and super-hydrophobic substrates in the air. A measurement system based on an optical lever method is designed. A millimetric cantilever is used as a force sensitive component in the measurement system. Firstly, the force sensitivity of the optical lever is calibrated using electrostatic force, which is the critical step in measuring interaction force. Secondly, three super-hydrophobic substrates with different grid fractions are prepared with nanoparticles and copper grids. Finally, the interaction forces between droplets and super-hydrophobic substrates with different grid fractions are measured by the system. This method can be used to measure the force on the scale of sub-micronewton with a resolution on the scale of nanonewton. The in-depth study of the contact process of droplets and super-hydrophobic structures can help to improve the production efficiency in coating, film and printing. The force measurement system designed in this paper can also be used in other fields of microforce measurement.

The protocol aims to investigate the interaction between droplets and super-hydrophobic substrates in the air. This includes calibrating the measurement system and measuring the interaction force at super-hydrophobic substrates with different grid fractions.

Messung der Wechselwirkungskraft zwischen einem Tröpfchen und einem superhydrophoben Substrat durch die Optische Hebelmethode

The goal of this paper is to investigate the interaction force between droplets and super-hydrophobic substrates in the air. A measurement system based on ...

High Throughput Analysis of Liquid Droplet Impacts

Experimental studies of liquid drop impacts on surfaces are often restricted in their scope due to the large range of possible experimental parameters such as material properties, impact conditions, and experimental configurations. Compounding this, drop impacts are often studied using data-rich high-speed photography, so that it is difficult to analyze many experiments in a detailed and timely manner. The purpose of this method is to enable efficient study of droplet impacts with high-speed photography by using a systematic approach. Equipment is aligned and calibrated to produce videos that can be accurately processed by a custom image processing code. Moreover, the file structure setup and workflow described here ensure efficiency and clear organization of data processing, which is carried out while the researcher is still in the lab. The image processing method extracts the digitized outline of the impacting droplet in each frame of the video, and processed data are stored for further analysis as required. The protocol assumes that a droplet is released vertically under gravity, and impact is recorded by a camera viewing from side-on with the drop illuminated using shadowgraphy. Many similar experiments involving image analysis of high-speed events could be addressed with minor adjustment to the protocol and equipment used.

This protocol enables efficient collection of experimental high-speed images of liquid drop impacts, and speedy analysis of those data in batches. To streamline these processes, the method describes how to calibrate and set up apparatus, generate an appropriate data structure, and deploy an image analysis script.

Hochdurchsatzanalyse von Flüssigkeitstropfeneinschlägen

Experimental studies of liquid drop impacts on surfaces are often restricted in their scope due to the large range of possible experimental parameters ...