Kugleform, hastighed bestemmer blodsprøjtmønstre

Blodstænk er hydrodynamiske signaturer på voldelige forbrydelser, afslører ofte, hvornår en begivenhed fandt sted, og hvor gerningsmanden og offeret befandt sig på gerningstidspunktet.

En gruppe forskere fra University of Illinois i Chicago og Iowa State University indså, at en bedre fysisk forståelse af de flydende dynamiske fænomener, der er på spil under skudsprøjt, kunne forbedre efterforskningen af ​​gerningsstedet.

I journalen Fysik af væsker de foreslår en generaliseret model for kaotisk opløsning af en væske på grund af et vilkårligt formet projektil. Deres model fokuserer på at give teoretiske, forudsigelige modeller for pistolskudsblodforstøvning (især, bloddråber) og dråbeflyvning og -sprøjt for at give fysisk indsigt, der kunne forbedre den aktuelle blodpletmønsteranalyse.

"Blodpletmønsteranalyse i retsmedicin indebærer en fysisk sammenhæng mellem dannelse af bloddråber, bane, og stød ind i en fast overflade, sagde Alexander Yarin, en fremtrædende professor ved University of Illinois i Chicago. "Danningen af ​​blodstænk involverer en reologisk kompleks væske - blod - og en ikke-triviel forstøvningsproces påvirket af kuglens form og hastighed."

Et af de grundlæggende fysiske begreber involveret i undersøgelsen er Rayleigh-Taylors ustabilitetsfænomen forbundet med tættere blod, der accelererer mod lettere luft. Det er ledsaget af en kaskade af ustabilitetsfænomener udløst af den oprindelige Rayleigh-Taylor ustabilitet - tænk på et vandlag, der drypper fra loftet. Forskerne undersøger blodets viskoelasticitet, som påvirker ligamentdannelsen, sprayformeringen af ​​bloddråber i luften, og blodaflejring på gulvet, tage højde for tyngdekraften og luftmodstandskræfterne, hvor sidstnævnte formindskes af den kollektive effekt relateret til dråbe-dråbe-interaktionen. Med den information, aflejring på gulvet eller andre overflader forudsiges.

Gruppens tidligere teori om fremadgående blodsprøjt inkluderede forudsigelsen af ​​tilbagegående blodsprøjt forårsaget af slanke og stumpe kugler og af fremadgående blodsprøjt forårsaget af en kugle formet som en stump ægform (æg). I deres nuværende arbejde, sidstnævnte blev generaliseret til en kugle af vilkårlig form, fordi der findes mange forskellige kugleformer.

Ved at gøre dette, forskerne var i stand til at forudsige fragmenteringen af ​​det blodfyldte mål inden for rammerne af perkolationsteori, som studerer filtreringen af ​​væske gennem et porøst medium.

"Vores resultater afslørede, at kuglens form og hastighed bestemmer blodsprøjtmønstrene, fordi de dikterer hastighedsfeltet i blodlegemet, " sagde Yarin. "Når denne tilgang inkorporeres i blodpletmønsteranalyse i retsmedicin i fremtiden, forhåbentlig kan det hjælpe med at løse svære spørgsmål."

Gruppens teknik til retsmedicin "vil tillade en mere nøjagtig bestemmelse af oprindelsen af ​​blodsprøjt, samt potentielt lette efterforskernes konklusioner om det våben, der blev brugt i sager, hvor en kugle ikke er fundet, " sagde Yarin.