Tropfenkollision zwischen einem Glyceroltropfen (50% Lösung) und einem Silikonöltropfen (M5 and M10 mixt 1:1). Der Glyceroltropfen kommt von rechts mit einem Durchmesser von 190 um. Links: v=2,54m/s; mitte: v=4,17m/s; rechts: v=5,13m/s

Die experimentelle und theoretische Studie untersucht das Verhalten von zwei kollidierenden Tropfen aus unmischbaren Flüssigkeiten. Im Experiment werden zwei Tropfen mit definierter Geschwindigkeit und Winkel miteinander kollidiert. Die Größe und Geschwindigkeit kurz vor dem Zusammenprall werden mit Bildverarbeitungsalgorithmen gemessen. Die Deformation nach dem Zusammenprall, ihre Veränderung danach und ihre Stabilität werden mit Bilderaufnahmen untersucht. Die Theorie betrachtet die Dynamik der Oberflächen des Tropfens sowie die Dynamik an der Grenze der beiden Flüssigkeiten. Die Gleichungen der Oberflächen-Form und -Bewegung gehen aus dem Volumen-, der Masse- und den Momentenbilanzgleichungen hervor, welche die Trägheit, Viscosität und Kapillaren Effekte beinhalten. Die Theorie sagt die Entwicklung der geometrischen Parameter der Flüssigkeit voraus: Dicke des Lamella, Durchmesser, und Größe des Randsquerschnitts. Die theoretischen Voraussagen stimmen gut mit den experimentellen Daten überein, obwohl keine verstellbaren Parameter im Modell benutzt sind.

Die dimensionslose Tiefe des Kraters über die dimensionslose Zeit aufgetragen.

Experimentelle und theoretische Untersuchung eines Kraters, der durch einen Tropfeneinschlag auf eine unendlich tiefe Flüssigkeitsoberfläche entsteht. Eine Hochgeschwindigkeitskamera zeigt den Tropfen in den verschiedenen Phasen seines Einschlages. Daraus wurde eine mathematisches Modell entwickelt, welches die zeitabhängige Tiefe für bestimmte Weber-, Froude- und Reynoldzahlen modelliert. Die Bewegung um den Krater wird durch ein rotationsfreies Geschwindigkeitsfeld, erzeugt durch eine sich ausdehnende und zusammenziehende Sphäre, abgeschätzt. Die Gleichungen für die Ausbreitung der Oberfläche des Kraters sind hergeleitet aus dem Gleichgewicht der Spannungen an den Kratergrenzen. der Massenbilanz, der Anziehungskraft und der Oberflächenspannung. Die Tiefe des Kraters wurde mit numerischen Lösungen der Bewegungsgleichung modelliert. Die Egebnisse aus der Simulation und den Experimenten stimmen größtenteils überein.