Accessible Unlicensed Requires Authentication Published by Oldenbourg Wissenschaftsverlag June 5, 2012

Optische Geschwindigkeitsmessungen an Luft-haltenden Deckflügeln des Notonecta glauca

Optical Determination of the Velocity Field Over the Air-Retaining Elytra of Notonecta glauca
Jan-Erik Melskotte, Martin Brede, Alfred Leder, Matthias Mayser and Wilhelm Barthlott
From the journal

Zusammenfassung

Mit den superhydrophoben, Luft haltenden Deckflügeln des Rückenschwimmers Notonecta glaucazeigt die Natur, wie die Benetzung einer Oberfläche beim Untertauchen in Wasser erfolgreich verhindert werden kann. Die Auswirkung dieser Eigenschaft auf das strömungsmechanische Verhalten werden mittels μ-Particle-Image-Velocimetry Messtechnik untersucht. Durch das Gleiten des Wassers an der Luft-Wasser-Grenzfläche wird in diesen Oberflächen ein Beispiel zur Reibungsreduktion gesehen, das einen Ansatz für den Aufbau technischer Oberflächen darstellt. Zudem zeigt die Struktur des Notonecta glauca-Deckflügels eine beachtliche Lufthaltefähigkeit bei Strömungsgeschwindigkeiten bis 5 m/s.

Abstract

The superhydrophobic and air retaining elytra of the backswimmer Notonecta glaucais a remarkable example in nature how to prevent the wetting of a surface immersed in water. To characterize this effect on the fluid flow μ particle image velocimetry measurements were performed on original elytra. A significant slip of the water phase on thin air layer on this type of surface the system was determined. Consequently this surface can be regarded as a source of drag reduction and can supply a model for artificial surfaces with similar properties. In addition the surface structure of the elytra of Notonecta glaucashows the capability of keeping the air layer fixed on the surface even for a relative velocity of the oncoming flow of up to 5 m/s.


* Correspondence address: Universität Rostock, Lehrstuhl Strömungsmechanik, Albert-Einstein-Str. 2, 18059 Rostock, Deutschland,

Published Online: 2012-06-05
Published in Print: 2012-06

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