Interfacial dynamikforskning kan gøre industrimaskiner mere sikre, mere effektivt

Forskere med afdelingerne for maskinteknik og rumfartsteknik ved Texas A&M University tager komplekse interaktioner mellem vanddråber og materialeflader og foretager grundlæggende forskning for at forstå, hvorfor nogle dråber klæber til overflader, og hvorfor andre ikke gør det.

Forskningen har anvendelser i mange brancher, og teamet håber, at ved at bruge den grundlæggende forståelse, de har opnået, deres fund har potentiale til at blive anvendt på en række forskellige scenarier for at forbedre effektiviteten, sikkerhed og effektivitet af industrielle maskiner og udstyr.

"Det underliggende princip, vi søger at studere med dette, er meget almindeligt og alligevel meget komplekst, "sagde Dr. Sungyon Lee, en adjunkt i maskinteknik. "På en regnvejrsdag, du kan bare kigge ud af vinduet og se vanddråberne og undre dig over, 'Hvorfor løber nogle af dråberne ned ad vinduet, og andre ikke?' Vi studerer måder at besvare dette grundlæggende koncept på grund af de applikationer, det kan have andre steder. "

Lee forklarer, at dette almindelige fænomen har anvendelser i industrier som transport, olie og gas, ingeniørbyggeri, farve inkjet print og mange andre. For eksempel, en vigtig udfordring for flyingeniører er, at på grund af højden og hastigheden, hvormed flyene opererer, vanddråber, der forbliver på vingerne under flyvning, kan fryse over på vingen og bringe fartøjet i fare. Lees forskning kan give en bedre grundlæggende forståelse af, hvorfor dråber stadig kan klæbe til en flyvinge under disse forhold og give designere og ingeniører mulighed for at skabe vingerne på en sådan måde, at dråberne ikke længere klistrer, gør flyet mere sikkert.

"Det er ikke et let spørgsmål at besvare, "Lee sagde" Men hvis vi tager dette scenario med en flok dråber på en vingeflade, og nu har du vind, der skubber til disse dråber, det bliver endnu mere kompliceret, efterhånden som de kræfter og faktorer, der forårsager disse fænomener, øges. Det viser sig, at forudsigelse af denne tærskel mellem, hvad der får en dråbe til at klistre, og hvad der får den til at løbe ud af en overflade, slet ikke er trivielt, så der er mange grundlæggende spørgsmål, vi kan stille selv i et simpelt scenario. "

Lee var medforfatter til en artikel, "Dråben falder i vågnen, ", der blev offentliggjort som en hurtig kommunikation i tidsskriftet Fysisk gennemgangsvæske .

Forskningen er en del af et projekt finansieret af National Science Foundation og er ved at blive undersøgt af Dr. Edward White, lektor afdelingsleder og lektor i luftfartsingeniørafdelingen. White og hans elever havde undersøgt på hvilket tidspunkt dråber ruller ud ved udsættelse for forskellige vindhastigheder, interesseret i flyapplikationer. Lee var i stand til at bringe sin viden om grænsefladefænomener inden for væskemekanik, eller hvordan to faser som vand og en overflade mødes og interagerer, for at hjælpe White med sin forskning, og de blev medforskere i projektet. Lee er hovedforsker og er spændt på at se, hvordan teamets forskning kan anvendes mere bredt.

"Jeg kan godt lide grundlæggende, smukke problemer som dette, og det er bare toppen af ​​isbjerget, "Lee sagde." Grundforskning er en anden måde at ændre verden ved at forstå verden bedre og få noget meget dybere, der kan anvendes på en række områder i en meget bredere forstand. "