Experimentelle Untersuchung der Interaktion haftender Tropfen in unterschiedlichen Anordnungen unter Einfluss der Superposition von Anströmung und Vibration

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Uwe Janoske
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 459968952

Bedingt durch Effekte der Kontaktwinkelhysterese können Tropfen auf Oberflächen trotz Überströmung bis zum Erreichen einer kritischen Überströmgeschwindigkeit haften (z. B. Regentropfen auf Windschutzscheiben). Bei einer Überlagerung mechanischer Vibrationen kann eine reduzierte kritische Geschwindigkeit beobachtet werden, die zu einem Transport der Tropfen stromabwärts führt. Bei Vorliegen mehrerer Tropfen kann es durch unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten der Tropfen zu Koaleszenzvorgängen zwischen den Tropfen kommen, die in einer Bildung von Flüssigkeitsfilmen (Rinnsale) resultieren. Das Loslösen von Tropfen und die Ausbildung von Rinnsalen erfolgt als Funktion der (i) Anordnung der Tropfen, (ii) der Frequenz und Amplitude der Schwingung, (iii) der Tropfenvolumina, (iv) Flüssigkeitseigenschaften sowie (v) der Benetzungseigenschaften (Oberflächenspannung, Kontaktwinkel). Diese Zusammenhänge sollen für einzelne Tropfen, die in definierten Anordnungen appliziert werden, untersucht werden. Das Vorhaben soll sich der Lösung dieses Problems durch einen experimentellen Ansatz nähern. Die experimentellen Untersuchungen werden in Strömungskanälen, die durch einen elektromagnetischen Shaker kontrollierten Vibrationsanregungen ausgesetzt werden, durchgeführt. Die Auswertung und Analyse der Vorgänge erfolgt durch bildgebende Verfahren (Shadowgraphie und PIV).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen