Elk jaar sponsort de afdeling Fluid Dynamics van de American Physical Society tijdens de jaarlijkse bijeenkomst een wedstrijd voor de beste beelden in verschillende categorieën, allemaal gerelateerd aan de stroming van vloeistoffen.

De Gallery van dit jaar werd gepresenteerd tijdens de 76e bijeenkomst van de divisie in november in Washington D.C., waarbij twaalf artistieke video's en afbeeldingen werden geselecteerd in vier verschillende categorieën. Hier zijn enkele winnaars.

'Vloeibare kant'

3D-polymeerprinters vereisen een zorgvuldige aanpassing om hun materiaal in een substraat te spoelen. Als u te langzaam te veel polymeer afzet, kan dit leiden tot patroonvormende knikken of kronkels in de lay-out van de draad, omdat een deel van de draad zich op zichzelf opstapelt. Opstapelen bovenop een bestaande kinky spiraal kan leiden tot wanorde en structurele instabiliteit (zie video).

Hier registreert een team van Princeton University het patroon wanneer er te weinig materiaal te langzaam wordt afgedrukt. Het resulterende patroon geeft lagen die ordelijk en stabiel zijn, een soort "kant" met gaten in een deel van de structuur, waarbij minder materiaal wordt gebruikt en het printen sneller gaat.

De gaten in het kant kunnen worden geregeld door de hoogte van de laag en de printsnelheid, waardoor de dichtheid van de uiteindelijke gedrukte structuur verandert. Bekijk de video terwijl je geniet van Bachs Vioolsonate nr. 2 in a klein.

'Laat Medusa vallen'

Het induceren van trillingen in een kleine vloeistofdruppel zonder zwaartekracht creëert een verrassend patroon van "jets" en "kraters" die enigszins lijken op de schil van het zaad van een kastanjeboom.

Deze onderzoekers, die dit beeld hebben gemaakt op basis van numerieke simulaties, vergelijken het met het haar van Medusa, de Griekse godin die toeschouwers in steen veranderde. Daarom noemen ze hun afbeelding de "Drop Medusa" (getoond aan het begin van dit artikel).

Radiale trillingen met een hoge amplitude bij een regelmatige frequentie van 1040 Hertz trillingen leiden tot chaotische, niet-lineaire golven waarbij de golfsuperposities het jet- en kratereffect creëren wanneer de druppel uit elkaar barst.

'Hydro-elastisch'

Als weergave van de wisselwerking tussen hydrodynamica en elasticiteit ("hydroelasticiteit") fotografeerde deze groep objecten die op een vloeibaar wateroppervlak vielen. Als het object met voldoende snelheid het water in gaat, ontstaat er een luchtholte omheen, onder het oppervlak.

Meestal heeft deze holte gladde wanden, maar bij bepaalde botslichamen veroorzaakt de kracht van de inslag trillingen die een nest van merkwaardige golven of golvingen achterlaten langs de wanden van de luchtholte. Het begrijpen van deze wisselwerking zou, zoals de auteurs schrijven, "implicaties kunnen hebben voor biologische duikers of technisch ontworpen marine- en ruimtevaartstructuren."

Dynamiek van de voortplanting van vorst

Er vormen zich waterdruppels wanneer vocht in contact komt met een koud oppervlak, de zogenaamde 'ademfiguren'. De druppels smelten samen tot grotere druppels, waarbij zich in de lege ruimtes ertussen nieuwe, kleinere druppels vormen. In deze video is een plotselinge afkoeling van het onderliggende oppervlak te zien, waarbij de druppels bevriezen en latente warmte vrijkomen, bekeken met een infraroodcamera.

De druppels bevriezen vanaf het oppervlak; De vorst plant zich voort langs het oppervlak van de watercondensatiefiguren door individuele druppels te bevriezen en daartussen ijsbruggen te vormen, eindigend met een prachtige punt bovenop de bevroren druppels. De video hier toont enkele van de prachtige kenmerken en bewegingen.

Meer galerij-inzendingen zijn hier te vinden. De tentoonstelling "Traveling Gallery of Fluid Motion", gepresenteerd door de American Physical Society – Division of Fluid Dynamics, is van 2 oktober 2023 tot 23 februari 2024 te zien in het Cultureel Programma van de National Academy of Sciences (CPNAS). Met de titel 'Chaosmosis:Assigning Rhythm to the Turbulent' bevindt het zich op 2101 Constitution Ave., N.W., Washington, D.C., National Academy of Sciences Building, Upstairs Gallery.

Meer informatie: Bron:Gallery of Fluid Motion, gepresenteerd door de APS-divisie van Fluid Dynamics, gfm.aps.org/

Lauren Dreier et al, Video:Vloeibare kant, 76e jaarlijkse bijeenkomst van de APS-divisie van Fluid Dynamics – Galerij van Fluid Motion (2023). DOI:10.1103/APS.DFD.2023.GFM.V0087

Debashis Panda et al, Poster:Drop Medusa, 76e jaarlijkse bijeenkomst van de APS-divisie van Fluid Dynamics – Galerij van Fluid Motion (2023). DOI:10.1103/APS.DFD.2023.GFM.P0030

John Antolik et al, Poster:Hydroelastic, 76e jaarlijkse bijeenkomst van de APS-divisie van Fluid Dynamics – Galerij van Fluid Motion (2023). DOI:10.1103/APS.DFD.2023.GFM.P0008

David Paulovics et al, Video:Dynamics of Frost Propagation, 76e jaarlijkse bijeenkomst van de APS-divisie van Fluid Dynamics – Galerij van Fluid Motion (2023). DOI:10.1103/APS.DFD.2023.GFM.V0079

© 2023 Science X Netwerk