德州农工大学机械工程系和航空航天工程系的研究人员正在研究水滴与材料表面之间复杂的相互作用,并进行基础研究,以了解为什么有些水滴会附着在表面上,而另一些却不会。
该研究具有许多行业的应用,团队希望通过使用他们获得的基本理解,他们的发现有可能适用于各种情况,以提高工业机器和设备的效率,安全性和有效性。
“我们试图研究的基本原理是非常普通的,但也非常复杂,”新加坡国立大学的助理教授李成均(Sungyon Lee)博士说机械工业。“在一个下雨天,你可以看看窗外看水飞沫并奇怪,'为什么一些液滴跑下窗口,其他液滴没有?“我们正在研究它因为它可以在其他地方的应用而回答这一基本概念。”
李教授解释说,这种普遍现象在交通运输、石油天然气、工程建设、彩色喷墨印刷等行业都有应用。例如,飞机工程师面临的一个关键挑战是,由于飞机运行的高度和速度,水滴在飞行过程中,留在机翼上的水会冻结在机翼上,危及飞机。李的研究可以提供一个更好的基本理解,为什么液滴仍然可能粘附在机翼在那些条件下,并允许设计师和工程师以这样的方式创造机翼,液滴不再粘附,使飞机更安全。
“It isn’t an easy question to answer,” Lee said “But if we take this scenario with a bunch of droplets on a wing surface and now you have wind pushing those droplets, it becomes even more complicated as the forces and factors that cause these phenomena are increased. It turns out that predicting that threshold between what makes a droplet stick and what makes it run off a surface is not trivial at all, so there are a lot of fundamental questions we can ask even in a simple scenario.”
李教授与人共同撰写了一篇文章《水滴在觉醒中脱钩》(Droplet deinning in a Wake),并以快速通讯的形式发表在该杂志上物理评论液体。
该研究是由国家科学基金会资助的项目的一部分,并由Edward White,副部长和副教授联合调查航空航天工程部门。白色和他的学生一直在探索在暴露于不同风速下的点滴,对飞机应用感兴趣。李能够在流体力学中介绍界面现象的知识,或者两阶段,如水和表面相遇和互动,以帮助白色在他的研究中,他们成为该项目的共同调查人员。李是主要的调查员,很高兴看到球队的研究如何更广泛地应用。
“我喜欢这样的基础,美丽的问题,它只是冰山一角,”李说。“基础研究是通过了解世界更好地改变世界的另一种方式,并获得更深层次的东西,可以在更广泛的意义上应用于各种领域。”
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