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An imaging technique for determining the volume fraction of two-component droplets of immiscible fluids

Stumpf, Bastian ; Ruesch, Jonas H. ; Roisman, Ilia V. ; Tropea, Cameron ; Hussong, Jeanette (2025)
An imaging technique for determining the volume fraction of two-component droplets of immiscible fluids.
In: Experiments in Fluids : Experimental Methods and their Applications to Fluid Flow, 2022, 63 (7)
doi: 10.26083/tuprints-00028500
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

Droplets within droplets occur in numerous situations in which two immiscible liquids interact, for instance, binary drop collisions or when a drop of one liquid impacts onto a film of a different liquid, ejecting secondary droplets containing both liquids. In the present study, an imaging technique for determining the volume fraction of each liquid component in such two-component droplets is introduced, in which multiple images of the same droplet at different times are used. The processing of these images is supported by a machine learning algorithm, which is taught using synthetically generated images and validated on droplets with known mixture fractions placed in an acoustic levitator. The application of the technique is demonstrated by measuring the volume fraction in splashed secondary droplets following the impact of a drop of one liquid onto a film of a different liquid.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2025
Autor(en): Stumpf, Bastian ; Ruesch, Jonas H. ; Roisman, Ilia V. ; Tropea, Cameron ; Hussong, Jeanette
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: An imaging technique for determining the volume fraction of two-component droplets of immiscible fluids
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 16 Januar 2025
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: Juli 2022
Ort der Erstveröffentlichung: Berlin ; Heidelberg
Verlag: Springer
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Experiments in Fluids : Experimental Methods and their Applications to Fluid Flow
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 63
(Heft-)Nummer: 7
Kollation: 13 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00028500
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/28500
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Herkunft: Zweitveröffentlichung DeepGreen
Kurzbeschreibung (Abstract):

Droplets within droplets occur in numerous situations in which two immiscible liquids interact, for instance, binary drop collisions or when a drop of one liquid impacts onto a film of a different liquid, ejecting secondary droplets containing both liquids. In the present study, an imaging technique for determining the volume fraction of each liquid component in such two-component droplets is introduced, in which multiple images of the same droplet at different times are used. The processing of these images is supported by a machine learning algorithm, which is taught using synthetically generated images and validated on droplets with known mixture fractions placed in an acoustic levitator. The application of the technique is demonstrated by measuring the volume fraction in splashed secondary droplets following the impact of a drop of one liquid onto a film of a different liquid.

Freie Schlagworte: Drop impact, Multiphase flow, Secondary droplets, Droplet imaging
ID-Nummer: Artikel-ID: 114
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-285007
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 16 Fachbereich Maschinenbau
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Strömungslehre und Aerodynamik (SLA)
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Strömungslehre und Aerodynamik (SLA) > Tropfendynamik und Sprays
Hinterlegungsdatum: 16 Jan 2025 10:34
Letzte Änderung: 17 Jan 2025 12:59
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