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* School of Mechanical Engineering, Pusan Nat’l Univ.(Received November 13, 2013 ; Revised February 4, 2014 ; Accepted February 4, 2014)Key Words: Hydrophobic Surface(소수성 표면), Deionized Water(탈이온수), Flow Visualization(유동가시화), Contact Angle(접촉각), Resonance Frequency(공진 주파수), Lobe(둥근 돌출부)초록: 본 연구의 목표는 주기적으로 강제 진동하는 소수성 표면위에 놓인 액적의 내부유동 특성을 이해하는 것이다. 액적의 공진주파수를 예측하기 위해서 고속카메라와 매크로렌즈를 사용하여 진동하는 소수성 표면위의 액적의 내부유동 특성을 확인하였다. 그 결과 특정 모드에서의 액적은 다양한 형상을 갖고 있으며 또한, 각각의 액적 내부에서 와류가 관찰 되었다. 일반적으로 유동흐름이 대칭축을 따라 위로 이동하고 액적상단에서 표면을 따라 접촉선부근으로 이동하였다. 반면에 모드 6과 모드 8에서는 아주 큰 와류가 생성되었다. 또한 유동속도가 모드 2보다 모드 4에서 더 빠르고 반면에 모드 6와 모드 8은 거의 비슷하였다.Abstract: This study aimed to understand the internal flow characteristics of a liquid droplet subject to periodic forced vibration. In order to predict the resonance frequency of a droplet, a high-speed camera and macro lens were used to capture internal flow characteristics of a droplet placed on a vibrating hydrophobic surface. Results showed that the droplet assumed a variety of shapes depending on the resonance mode of free droplet, particularly in modes 2, 4, 6, and 8. In addition, the induced internal vortex flow inside the droplet was also observed in each mode. Typically, the induced flow moved upwards along the axis of symmetry and downwards along the surface of the droplet, that is, from the apex to the contact line in modes 2 and 4, after which it broke into a smaller vortex. On the other hand, the large-scale vortex always remained steady in modes 6 and 8. The speed of the flow in mode 4 was always greater than that in mode 2, but those in modes 6 and 8 were similar. |
