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Spreading of droplets under various gravitational accelerations

D'Angelo, Olfa und Kuthe, Felix und van Nieuwland, Kasper und Janssen, Clint Ederveen und Voigtmann, Thomas und Jalaal, Maziyar (2022) Spreading of droplets under various gravitational accelerations. Review of Scientific Instruments, 93, Seite 115103. American Institute of Physics (AIP). doi: 10.1063/5.0105624. ISSN 0034-6748.

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Kurzfassung

We describe a setup to perform systematic studies on the spreading of droplets of complex fluids under microgravity conditions. Tweaking the gravitational acceleration under which droplets are deposited provides access to different regimes of the spreading dynamics, as quantified through the Bond number. In particular, microgravity allows us to form large droplets while remaining in the regime where surface tension 2effects and internal driving stresses are predominant over hydrostatic forces. The VIP-DROP (VIsco-Plastic DROPlets on the DROP tower) experimental module provides a versatile platform to study a wide range of complex fluids through the deposition of axisymmetric droplets. The module offers the possibility to deposit droplets on a precursor layer, which can be composed of the same or a different fluid. Furthermore, it allows us to deposit four droplets simultaneously while conducting shadowgraphy on all of them and observing either the flow field (through particle image velocimetry) or the stress distribution inside the droplet in the case of stress birefringent fluids. It was developed for a drop tower catapult system, is designed to withstand a vertical acceleration of up to 30 times the Earth's gravitational acceleration in the downward direction, and is capable of operating remotely under microgravity conditions. We provide a detailed description of the module and an exemplary data analysis for droplets spreading on-ground and in microgravity.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/189719/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Spreading of droplets under various gravitational accelerations
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
D'Angelo, OlfaFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberghttps://orcid.org/0000-0002-7218-4596NICHT SPEZIFIZIERT
Kuthe, FelixFH KölnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
van Nieuwland, KasperUniversity of AmsterdamNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Janssen, Clint EderveenUniversity of AmsterdamNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Voigtmann, ThomasThomas.Voigtmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1261-9295NICHT SPEZIFIZIERT
Jalaal, MaziyarUniversity of Amsterdamhttps://orcid.org/0000-0002-5654-8505NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:4 November 2022
Erschienen in:Review of Scientific Instruments
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:93
DOI:10.1063/5.0105624
Seitenbereich:Seite 115103
Verlag:American Institute of Physics (AIP)
ISSN:0034-6748
Status:veröffentlicht
Stichwörter:rheology; complex fluids; droplet spreading; viscoplastic materials; microgravity; drop tower
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Materialforschung und Mikrogravitation (MuM)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum
Hinterlegt von: Voigtmann, Dr.rer.nat. Thomas
Hinterlegt am:07 Nov 2022 08:53
Letzte Änderung:29 Nov 2023 14:53

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