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bdw+ • Technik|Digitales

Trickreiche Tropfen

27. Dezember 2022

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Der Stuttgarter Wissenschaftler Bernhard Weigand erforscht die Eigenschaften von Flüssigkeitstropfen.
©Wolfram Scheible für bdwBilder einer Spezialkamera zeigen, was passiert, wenn ein Wassertropfen auf einen Würfel mit zwei Millimeter Kantenlänge trifft. Dessen Oberfläche ist hydrophob, stößt also Wasser ab. Auf den linken Bildern ist die Seitenansicht, rechts die Würfel von oben zu sehen. Das obere Bildpaar lässt erkennen, wie sich die Tropfenflüssigkeit unmittelbar nach dem Aufprall in der Luft ausbreitet. Kurz darauf (Bildpaar in der Mitte) hüllt der Flüssigkeitsschirm den Würfel ein und ist kurz davor, den Boden zu erreichen. Schließlich (unteres Bildpaar) kommt die Flüssigkeit auf dem Boden an und breitet sich dort aus. An den Ecken den Würfels reißt der Schirm auf.
©Anne Geppert, ITLR, Universität StuttgartDiese Simulation zeigt das Phänomen des „Grouping“ beim Zusammentreffen einzelner Tropfen in parallelen Flüssigkeitsströmen.
©Simulationen: Matthias Ibach, ITLR, Universität StuttgartBlick in einen schwingenden Tropfen: Links sind die Geschwindigkeit (Pfeile) und Scherung (Farben) dargestellt, rechts die Struktur.
©Simulationen: Matthias Ibach, ITLR, Universität StuttgartFür komplexe Simulationen ist ein Supercomputer wie der am Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart erforderlich.
©Wolfram Scheible für bdwFür ein aufwendiges Experiment wird ein Wassertropfen durch Laserlicht in der Schwebe gehalten.
©Wolfram Scheible für bdwAn der Uni Stuttgart untersuchen Anne Geppert (links) und Patrick Palmetshofer den Aufprall von Tropfen auf unterschiedlichen Oberflächen.
©Wolfram Scheible für bdwBeim Aufprall eines Regentropfens in einer Pfütze formt sich eine „Krone“.
©Wolfram Scheible für bdw

Das ist keine Spielerei, sondern hat eine praktische Bedeutung, beispielsweise für das Verständnis von Schnee und Regen. Die Wettervorhersage beruht im Wesentlichen darauf, wie Tropfen im Inneren von Wolken miteinander kollidieren. Und das geschieht recht häufig, denn im Gegensatz zu ruhiger Luft werden Tropfen bereits bei einer geringen Turbulenz

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