POF: Home - News Archive

ICTAM Adelaide, Australia -August 2008. The Young Researcher Award for Fluid Mechanics won by Wim van Hoeve
Paper in PRL: Quantifying Turbulence-Induced Segregation of Inertial Particles
Capillaire golven verstoren hydrodynamische voorspelling

Bloedruppel breekt op in vorm van een hartje
Paper in PRL: Role of the channel geometry on the bubble pinch-off in flow-focusing devices
Paper in PRL: Nanometer-Resolved Collective Micromeniscus Oscillations through Optical Diffraction
Dropping the Ball. Air pressure helps objects sink into sand, Science News July 7, 2007
Microscopy Focus July 2007: AFM Characterizes Bubbles that Should Not Be
Paper in PRL: The role of air in granular jet formation
Mysterie van kleine belletjes wordt steeds groter, PRL artikel mei 2007
Laser brengt leven in de brouwerij, PRL artikel mei 2007
NWO RUBICON subsidie toegekend, April 12, 2007
Applied Physics Letters March, 2007: Bellen klinken anders aan de wand
Industrie en FOM steken miljoen in UT-project van PKFAP en VLF (UT-nieuws 22 maart 2007)

Paper in PRL: FOM nieuws: Minder weerstand door belletjes alleen bij gladde scheepswand haalbaar

'Leaping Shampoo' wins Gallery of Fluid Motion at the APS Tampa November 2006

Paper in PRL: FOM nieuws: Cavitatiebellen onder controle

Paper in PRL: Gas Enrichment at Liquid-Wall Interfaces

Paper in PRL: Giant Bubble Pinch-Off

Puzzle of leaping liquid solved, Nature News, April 6, 2006

Paper in PRL: Viscosity destabilizes sonoluminescing bubbles

Physics of Fluids on national TV

Uitzending Klokhuis over high-speed camera

Prof. Lohse is awarded the NWO/Spinoza prize
Paper in PRL: Granular Leidenfrost Effect: Experiment and Theory of Floating Particle Clusters

Paper in PRL: Wind Reversals in Turbulent Rayleigh-Bénard Convection European innovation subsidy for TAMIRUT

FOM proposal "Impact on liquids" granted

Small bubbles reduce drag

Paper in Nature: Dry quicksand

SenterNovem subsidy for BURST

Paper in PRL: Impact on soft sand

VIDI grant for Claus-Dieter Ohl

FOM Projectruimte 2004: Manipulating surface nanobubbles

go to current newsitems

Wortelkanaalbehandeling voortaan in één keer goed

Over een wortelkanaalbehandeling bestaat het hardnekkige vooroordeel dat ze verschrikkelijk pijn zou doen. “Dat hoeft tegenwoordig helemaal niet meer”, zegt dr. Luc van der Sluis, verbonden aan het Academisch Centrum voor Tandheelkunde Amsterdam, ACTA. Hij kan het weten, want hij is nog een dag per week praktiserend tandarts. Wel waar is dat de slaagkans van een traditionele wortelkanaalbehandeling beperkt is: 60 procent. Om hierin verbetering te brengen, hebben het ACTA en de leerstoel Physics of Fluids van de Universiteit Twente uit Enschede de handen ineengeslagen. Zij hopen door een combinatie van stromingsleer en endodontologie dit slagingspercentage te verhogen. In een dit jaar gestart STW-project brengt universitair hoofddocent Michel Versluis met zijn onderzoeksgroep de kennis van stromingsleer in, Van der Sluis van het ACTA zijn kennis van tandheelkunde.

Zie: artikel in STW jaarverslag 2008

Shell Bachelor Master Prijs 2009 won by Richard Stevens UT - PoF

See for information: Duurzaamheid hoog in vaandel bij talentvolle studenten, Shell niews March 6, 2009

See for information about the award, digital UT-nieuws March 6, 2009

See: UT-nieuws March 12, 2009

Paper in PRL: Prandtl-, Rayleigh-, and Rossby-Number Dependence of Heat Transport in Turbulent Rotating Rayleigh-Bénard Convection

Experimental and numerical data for the heat transfer as a function of the Rayleigh, Prandtl, and Rossby numbers in turbulent rotating Rayleigh-Bénard convection are presented. For relatively small Ra108 and large Pr modest rotation can enhance the heat transfer by up to 30%. At larger Ra there is less heat-transfer enhancement, and at small Pr0.7 there is no heat-transfer enhancement at all. We suggest that the small-Pr behavior is due to the breakdown of the heat-transfer-enhancing Ekman pumping because of larger thermal diffusion.

See: the PRL article, 102, 044502 (2009)

See: cover PRL 102, (4) (2009)

Paper in PRL: De vorming van een waterjet na de inslag van een voorwerp

Onderzoekers van de Stichting FOM, de Universiteit Twente en de Universiteit van Sevilla in Spanje hebben een goede verklaring gevonden voor de vorming en het gedrag van de zeer snelle waterstraal die na de inslag van een voorwerp op een wateroppervlak ontstaat. Met een supersnelle camera kunnen ze precies waarnemen wat er gebeurt. Ze hebben een computersimulatie van het proces gemaakt die laat zien hoe de jet laag voor laag omhoog wordt geperst door de omringende waterdruk. Dit komt zeer goed overeen met de waarnemingen. Op basis hiervan hebben ze een theoretisch model geformuleerd dat de enorme snelheid van de waterstraal verklaart. Ze publiceren hun bevindingen begin januari 2009 in het gerenommeerde vakblad Physical Review Letters. De resultaten zijn niet alleen wetenschappelijk van betekenis. Jets na inslag van een voorwerp op een vloeistof komen in de natuur en de industrie veelvuldig voor.

See: the PRL article, 102 034502 (2009).

See: FOM news, January 7, 2009

See: UT-nieuws 29 januari 2009

See: APS Physical Review Focus, January 23, 2009

Bellen blazen op nanoschaal

Nanobelletjes die ontstaan aan een oppervlak onder water, plaatsen wetenschappers voor een raadsel. Eigenlijk kunnen ze niet bestaan, maar toch blijven ze uren intact. Ondanks dit mysterie, is het ontstaan van de belletjes wel degelijk te sturen, aldus promovendus Shangjiong Yang van de Universiteit Twente. De belletjes zijn dan bijvoorbeeld te gebruiken om de stromingsweerstand van vloeistoffen te verlagen. Yang promoveert op 9 oktober aan de faculteit Technische Natuurwetenschappen.

Een waterafstotend materiaal dat in water is ondergedompeld, kan aan het oppervlak nanobelletjes hebben: extreem kleine luchtbelletjes met een doorsnede van vijftig tot tweehonderd nanometer en een dikte van vijf tot twintig nanometer. De belletjes zijn zo klein dat ze niet eens met een normale microscoop zijn waar te nemen en zijn daarom pas enkele jaren geleden ontdekt.

Volgens bestaande theorieën zouden de belletjes eigenlijk niet kunnen bestaan; de druk in de belletjes is zo groot dat het gas er binnen een fractie van een seconde uitgedrukt zou moeten worden. Waarom de belletjes toch urenlang intact blijven is nog onbekend.

Als je de vorming en de eigenschappen van de belletjes kunt beheersen, komt er een scala aan toepassingsmogelijkheden in beeld. De belletjes verlagen bijvoorbeeld de wrijvingsweerstand van stromende vloeistoffen, waardoor ze kunnen dienen als ‘luchtsmering’ in zeer kleine vloeistofkanaaltjes. Dit is praktisch bij de ontwikkeling van zogenaamde labs-on-a-chip, laboratoriumopstellingen die zijn verkleind tot de grootte van een chip. Voordat de belletjes hier toegepast kunnen worden, moeten we ze echter beter begrijpen en ze kunnen laten ontstaan op de plaats waar we dat willen.

See: UT-website, October 8, 2008

ICTAM Adelaide, Australia -August 2008. The Young Researcher Award for Fluid Mechanics won by Wim van Hoeve

See for information: Young Researcher Award for Fluid Mechanics

See for information about the award, UT-nieuws September 25, 2008

Paper in PRL: Quantifying Turbulence-Induced Segregation of Inertial Particles

Particles with different density from the advecting turbulent fluids cluster due to the different response of light and heavy particles to turbulent fluctuations. This study focuses on the quantitative characterization of the segregation of dilute polydisperse inertial particles evolving in turbulent flow, as obtained from direct numerical simulation of homogeneous isotropic turbulence. We introduce an indicator of segregation amongst particles of different inertia and/or size, from which a length scale rseg, quantifying the segregation degree between two particle types, is deduced.

See: the PRL article

Capillaire golven verstoren hydrodynamische voorspelling

Dit is een persbericht van de Stichting FOM

Trek een lange gladde cilinder door een wateroppervlak omlaag en er ontstaat een cilindrische holte in het water, die onmiddellijk door de hydrostatische druk in het omringende water op één punt wordt ingesnoerd. De diepte waarop dat gebeurt blijkt zich niet te houden aan de machtswet die op basis van de hydrodynamica wordt verwacht. Dat komt, zo hebben onderzoekers van de Stichting FOM en de Physics of Fluids groep van de Universiteit Twente nu met behulp van hoge-snelheidscamera's en numerieke simulaties aangetoond, door de invloed van capillaire golven die ontstaan op de wand van de holte. Dit niet-universele schalingsgedrag kan consequenties hebben voor de beschrijving van insnoeringsverschijnselen in gas-vloeistofmengsels. Die komen in de natuur en de industrie op grote schaal voor. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in de Physical Review Letters van 28 februari.

See: UT-website, February 27, 2008

See: the PRL article

Bloedruppel breekt op in vorm van een hartje

Onderzoekers van de Physics of Fluids groep (faculteit TNW) brachten het uit elkaar trekken van een bloeddruppel in beeld met een hogesnelheidscamera. Zij zagen hoe een dunne draad tussen de opgesplitste druppel zich in allerlei fraaie figuren vormde. Na een paar tussenvormen vertoonde de bloeddruppel de vorm van het orgaan waar het ooit doorheen stroomde: een hartje.

Zie artikel in UT-nieuws van 14 februari (Valentijnsdag)

Zie voor een heel kort filmpje: http://stilton.tnw.utwente.nl/people/hoevew/hart2.gif

Paper in PRL: Role of the channel geometry on the bubble pinch-off in flow-focusing devices

De belletjes die in echoscopie worden gebruikt om de doorbloeding van de hartspier of de nieren zichtbaar te maken, moeten bij voorkeur allemaal even groot zijn: dat geeft de meeste resonantie op het ultrageluid en daarmee het beste beeld. Onderzoekers van de Physics of Fluids groep van de Universiteit Twente zijn er nu in geslaagd microbellen met nanometerprecisie te produceren en kunnen zo de prestaties van echoscopie verbeteren. De resultaten van hun onderzoek worden deze week gepubliceerd in Physical Review Letters.

See: UT-website, January 30, 2008

See: the PRL article

Paper in PRL: Nanometer-Resolved Collective Micromeniscus Oscillations through Optical Diffraction

We study the dynamics of periodic arrays of micrometer-sized liquid-gas menisci formed at superhydrophobic surfaces immersed into water. By measuring the intensity of optical diffraction peaks in real time, we are able to resolve nanometer-scale oscillations of the menisci with submicrosecond time resolution. Upon driving the system with an ultrasound field at variable frequency, we observe a pronounced resonance at a few hundred kilohertz, depending on the exact geometry. By modeling the system using the unsteady Stokes equation, we find that this low resonance frequency is caused by a collective mode of the acoustically coupled oscillating menisci.

See: UT-website, November 30, 2007

See: the PRL article

See: NRC Handelsblad article, December 1, 2007

Dropping the Ball. Air pressure helps objects sink into sand, Science News July 7, 2007

See the article

AFM Characterizes Bubbles that Should Not Be

Nanobubbles should not exist because they defy a law of physics. Bubbles with nanometer-size radii should have high pressure within them that causes them to be squeezed out in less than a second, according to LaPlace’s Law. However, nanobubbles last for hours.

First discovered with atomic force microscopy (AFM), nanobubbles were thought possibly to be an artifact of the technique. Later, cryoelectron microscopy confirmed their existence. Now researchers from the University of Twente in Enschede, the Netherlands, have used AFM to discover new properties of nanobubbles.

See also the article in Microscopy Focus July 2007

Paper in PRL: FOM nieuws: The role of air in granular jet formation

Luchtdruk bepaalt kracht 'jet' na inslag vast object
Laat een kogel op een bed van zeer los gepakt zand vallen, en hij verdwijnt er helemaal in. Kort daarna zal een krachtige straal zand vanuit het bed omhoog schieten. Hoe hoog die zandstraal wordt, blijkt afhankelijk te zijn van de luchtdruk boven het zandbed. Dat laten experimenten van onderzoekers van de Stichting FOM en de Universiteit Twente zien. Zij publiceren erover in de Physical Review Letters van 6 juli 2007. Dit onderzoek laat zien dat bij het ontwerpen van ruimtevoertuigen en robots die op zandige planeten zoals Mars moeten landen of lopen, men de heersende druk zeker als overweging mee zal moeten nemen.

Zie ook: FOM-nieuws 6 juli 2007, 2007/29
See: PRL, July 6, 2007

Mysterie van kleine belletjes wordt steeds groter

Superstabiel en supermysterieus

Nanobelletjes - extreem kleine luchtbelletjes die zich aan oppervlakten bevinden - zijn vreemd genoeg niet alleen stabiel, ze zijn zelfs ‘superstabiel’. Dat is de conclusie die MESA+-onderzoekers uit de groepen van prof. Detlef Lohse en prof. Julius Vancso deze week trekken in hun publicatie in het blad Physical Review Letters. De experimenten tonen vooral aan dat het mysterie van deze luchtbelletjes nog groter is dan gedacht. In een parallelle publicatie hebben onderzoekers uit de groepen van prof. Detlef Lohse en prof. Harold Zandvliet het gedrag van nanobelletjes verder gekarakteriseerd. Deze publicatie verschijnt in het blad Langmuir, ook deze week.

Een materiaal dat in water is ondergedompeld, kan aan het oppervlak nanobelletjes hebben. Omdat deze luchtbellen afmetingen hebben die kleiner zijn dan de golflengte van zichtbaar licht, gebruiken de onderzoekers een Atomic Force Microscope (AFM) om ze te detecteren. Registreert het naaldje van de AFM een relatief zacht en bolvormig object op het verder gladde en harde oppervlak, dan is dit zo’n nanobelletje.

See: Physical Review FOCUS
See: Langmuir, May 16, 2007

See also: APL, March, 2007

Industrie en FOM steken miljoen in UT-project van PKFAP en VLF (UT-nieuws 22 maart 2007)

In veel industriële processen wordt een gas toegevoegd aan een stromende vloeistof. Zo wordt bij Corus het edelgas argon toegevoegd aan gesmolten staal om deze van verontreinigingen te ontdoen. ‘De menging moet meteen goed zijn’, zegt dr. ir. Niels Deen van Fundamentele Aspecten van de Proceskunde (TNW) die dit proces als voorbeeld gebruikt. ‘De procescondities zijn extreem, waardoor eenvoudig roeren niet mogelijk is.’

Zie UT-nieuws 22 maart 2007.

Minder weerstand door belletjes alleen bij gladde scheepswand haalbaar

Het heeft geen enkele zin te proberen de weerstand voor schepen – en daardoor de brandstofkosten - te verminderen met behulp van luchtbelletjes als de scheepswand niet schoon en glad is. Ieder ruwe plek, veroorzaakt door bijvoorbeeld algenaangroei of roest, doet het effect volkomen teniet. Onderzoekers van de Stichting FOM en de Universiteit Twente stelden dit vast in laboratoriumomstandigheden. Zij publiceren hun resultaten op 23 februari 2007 in het tijdschrift Physical Review Letters.

Dat een kleine hoeveelheid belletjes in een turbulente stroming de weerstand die een wand ondervindt in een stromende vloeistof tot wel vijftig procent vermindert, was al langer bekend. Dit is voor de scheepvaart van groot belang. Een schip met een ruwe wand vergt tot twintig keer zoveel energie als een schip met schone, gladde wanden. Laat men dan ook nog luchtbellen langs zo'n gladde wand stromen om de weerstand te verminderen, dan is er nog eens extra 50% aan energiebesparing te behalen. Tot nu toe was dat alleen in 'ideale' laboratoriumomstandigheden getest, dus met gladde wanden. Aangezien wanden in reële omstandigheden vrijwel altijd enigszins ruw zijn, wilden de onderzoekers ook weten of het weerstandsverminderende effect van bellen eveneens optreedt bij een ruwe wand.

Zie ook: FOM-nieuws 20 februari 2007, 2007/08
See: PRL, February 23, 2007

And the winner is ... 'Leaping Shampoo' wins Gallery of Fluid Motion

This year's video entry of the Physics of Fluids group of Prof. Detlef Lohse (University of Twente) has won the prestigious Gallery of Fluid Motion exhibit, held at the annual meeting of the American Physical Society, Division of Fluid Dynamics. The exhibit features award-winning photographs and videos illustrating both experimental and numerical investigations of a wide variety of flow phenomena. Judged by a distinguished international panel of referees, winning entries were selected based upon criteria of scientific merit, originality, and artistry/aesthetic appeal.

The 'Leaping Shampoo' video of Michel Versluis and coworkers reveals the underlying physical mechanisms of the so-called Kaye effect. The spectacular effect is a classic textbook example to illustrate the rich dynamics of complex fluids and was first described by A. Kaye in a 1963 Nature paper, however, no published discussion or explanation for this phenomenon existed until now. In the winning video the Kaye effect is now explained, also for more common fluids, such as shampoo and liquid hand soap, through the shear-thinning properties of the fluid. The classical Kaye effect is extended to a stable, even to a cascading configuration.

The high-speed videos of leaping shampoo have attracted widespread interest. They were covered earlier this year in Nature and the publication in JSTAT achieved a top ranking in number of downloads across IOP journals. The leaping shampoo story also appeared in Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde and was broadcasted on NWTV, the digital science channel of VPRO and Natuurwetenschap en Techniek.

'Leaping Shampoo and the Stable Kaye Effect' is the fifth in a row of winning entries of the Physics of Fluids group for the Gallery of Fluid Motion. Previous submissions include 'On the Sound of Snapping Shrimp' (2001), 'Granular Eruptions: Void Collapse and Jet Formation' (2002), Competitive Clustering in a Granular Gas (2003), and 'Faraday, Jets, and Sand' (2003).

Links:
Winning video
Paper in JSTAT
Physics of Fluids group: pof.tnw.utwente.nl
Gallery of Fluid Motion website
POF group winning entries
Nature News
NWTV

Paper in PRL: FOM nieuws: Cavitatiebellen onder controle

Cavitatiebellen op bestelling
Nicolas Bremond, Manish Arora (FOM-oio), Claus-Dieter Ohl en Detlef Lohse (allen verbonden aan de Universiteit Twente) hebben een experimenteel systeem ontwikkeld waarin ze uitstekend reproduceerbaar luchtbelletjes aan een oppervlak onder water kunnen laten ontstaan en hun ontwikkeling met behulp van een hoge-snelheidscamera kunnen volgen. Collega's van het instituut MESA+ in Twente leverden plaatjes silicium (van 3 bij 5 millimeter) waarin ze in een zeshoekig patroon 37 gaatjes met een doorsnede van 4 micrometer en een diepte van 15 micrometer op onderlinge afstanden van 200 micrometer etsten. Lohse en zijn medewerkers brachten op die plaatjes een waterafstotende coating aan. Vervolgens stoppen ze zo'n plaatje in een tank met één liter water dat een temperatuur van ongeveer 20 graden Celsius heeft en verzadigd is met gas. Met behulp van een piezo-elektrische geleider veroorzaken ze in de tank een elektrische ontlading en die wekt een schokgolf op. Waar die schokgolf passeert, stijgt de waterdruk eerst even, om vervolgens te dalen. Op dat moment gaat het gas dat in de gaatjes op het plaatje zit, uitzetten. De gasbellen bereiken na zo'n 10 microseconden hun maximum. Daarna beginnen ze in het zeshoekige patroon van buiten naar binnen in elkaar te klappen. Op de beelden die de onderzoekers van dit proces maken, is te zien dat de bellen tijdens het inklappen in de richting van het midden vervormen. Er ontstaat een soort stroming naar het midden van het plaatje.

Het systeem werkt zo goed dat de onderzoekers elke stap in dit proces naar willekeur kunnen afbeelden door de camera op het juiste moment na het passeren van de schokgolf te starten. Met een hydrodynamisch model dat de onderzoekers hebben opgesteld blijken de maximale afmeting van de bellen, hun levensduur en de volgorde waarin ze inklappen in goede overeenstemming met de waarnemingen beschreven te kunnen worden. Hiermee kan voor het eerst het cavitatiegedrag van een aantal bellen tegelijk en hun invloed op elkaar worden bestudeerd.

Zie ook: FOM-nieuws 1 juni 2006, 2006/25
See: PRL, June 9, 2006

Paper in PRL: Gas Enrichment at Liquid-Wall Interfaces

Molecular dynamics simulations of Lennard-Jones systems are performed to study the effects of dissolved gas on liquid-wall and liquid-gas interfaces. Gas enrichment at walls, which for hydrophobic walls can exceed more than 2 orders of magnitude when compared to the gas density in the bulk liquid, is observed. As a consequence, the liquid structure close to the wall is considerably modified, leading to an enhanced wall slip. At liquid-gas interfaces gas enrichment which reduces the surface tension is found.

See: PRL, May 24, 2006

Paper in PRL: Giant Bubble Pinch-Off

A free liquid-gas interface often evolves towards a singularity. A familiar example is the breaking of a water wave. Another well studied example is the pinch-off of a droplet from a dripping faucet in the kitchen. This phenomenon is known to be self-similar, meaning that the shape around the breaking point is invariant towards appropriate rescaling of lengths and time. Such self-similarity is very common in hydrodynamics.
In our present work we however find that the problem inverse to the droplet pinch-off, namely the pinch-off of an elongated air bubble in water, is {\it not} self-similar. We create a giant air bubble by quickly pulling a disk through an air-water interface. With high-speed imaging we reveal the creation of a large cylindrical cavity, which collapses due the hydrostatic pressure from the side, pushing the cavity walls towards each other. This leads to the pinch--off of a giant air bubble at singularity and the eruption of a fast water jet, which can be meters high.
We find that the neck shape always depends on two length scales, namely, the neck radius and the curvature in the vertical direction, such that the axial and radial length of the region around the neck should be rescaled at different rates. In addition, these rates depend on the velocity of the disk and thus are no longer universal as was the case for the dripping faucet.

See: PRL, April 21, 2006 See also: FOM-news See also: UT-news

Puzzle of leaping liquid solved, Nature News, April 6, 2006

Shear-thinning fluids exhibit surprisingly rich behaviour. One example is the Kaye effect which occurs when a thin stream of a solution of polyisobutylene in Decalin is poured into a dish of the fluid. As pouring proceeds, a small stream of liquid occasionally leaps upward from the heap. This surprising effect, which lasts only a second or so, is named after its first observer A. Kaye, who could offer no explanation for this behaviour. Later, Collyer and Fischer suggested from 250 frames per second cine recordings that the fluid must be highly shear thinning as well as elastic and 'pituitous'. In addition, they concluded that a rigid surface is required to back the reflected liquid stream. While the words bouncing and reflection are associated with non-continuous and elastic effects, we will show here that the Kaye effect is in fact a continuous flow phenomenon. We show that the Kaye effect works for many common fluids, including shampoos and liquid soaps. We reveal its physical mechanism (formation, stability and disruption) through high-speed imaging. The measurements are interpreted with a simple theoretical model including only the shear thinning behaviour of the liquid; elastic properties of the liquid play no role. We show that the Kaye effect can be stable and that it can be directed. We even demonstrate a stable Kaye effect on a thin soap film excluding the necessity of a rigid backing surface.

See: Nature News, April 6, 2006 and submitted paper to JSTAT

Paper in PRL: Viscosity destabilizes sonoluminescing bubbles

Gasbellen in water kunnen lichtflitsen produceren. Dit proces staat bekend als sonoluminescentie. Het verschijnsel treedt alleen op als de bellen stabiel van vorm zijn en op hun plaats blijven.

Zie: FOM-news

Zie: PRL, March 24, 2006

Physics of Fluids on national TV

Three appearances on national TV for Physics of Fluids research in recent weeks. On 31 January the snapping shrimp appeared in the popular science quiz Hoe?Zo!. On 17 February Nico de Jong explained on ultrasound assisted local drug delivery using medical bubbles in the science news program Nieuwslicht. And on the 22nd of February the very popular children's science program Het Klokhuis broadcasted a 15 minute documentary on high-speed imaging. The episode includes a detailed description of the ultra high-speed Brandaris camera operating at 25 million frames per second and an explanation how bubbles and shockwaves fracture kidney stones, but the real highlight was when presenter Bart jumped into the UT swimming pool producing a high-speed jet (in Dutch een bommetje) while being recorded with our high-speed cameras.

Link to:Hoe?Zo! - Teleac/NOT

Link to: Nieuwslicht - VARA nieuwslicht.vara.nl -
streaming broadcast

Link to: Het Klokhuis - NPS
streaming broadcast

Uitzending Klokhuis over high-speed camera

Iets wat maar een honderdste seconde duurt, kan je toch uitsmeren over seconden, minuten, of uren. Presentator Bart doet dat met een high speed camera, oftewel een supersnelle camera.

Voor de aflevering over de high-speed camera maakte Het Klokhuis opnamen bij de leerstoel Physics of Fluids.

De uitzending is op 22 februari 2006 om 18:25 op Nederland 3.

Lees hier over de opnamedag op de weblog van presentator Bart: Kijk bij dinsdag 13 september 2005 ‘zwemmen voor je werk!’

Klik hier voor een voorproefje van het ‘bommetje’, opgenomen met de high-speed camera.

Vrijdag 17 februari a.s. zendt het televisieprogramma Nieuwslicht
(Nederland 3, 20.20 uur) een item uit over het lokaal toedienen van
geneesmiddelen. Hoofdgast is Nico de Jong van de afdeling Biomedische techniek van het Erasmus MC. Hij laat zien hoe de combinatie van microbelletjes als contrastmiddel en ultrageluid helpen bij het diagnosticeren van bijvoorbeeld kanker. Daarnaast licht hij toe hoe het in de toekomst
mogelijk is om met dezelfde microbelletjes en ultrageluid lokaal in het
lichaam geneesmiddelen af te leveren.

Op 22 februari treedt Nico samen met de Universiteit van Twente op in
Klokhuis op Nederland 3 om 18.25 uur. Centraal staan dan de snelle
camera's; van 1000 beelden per seconde tot wel 25 miljoen beelden per
seconde.
Uitgelegd wordt hoe een watergevulde ballon klapt, wat je ziet als
iemand in het water springt tot vibrerende microbelletjes die gebruikt
worden om bijvoorbeeld de doorbloeding van de hartspier op te meten. Dit
laatste kan dan alleen maar worden opgenomen onder de microscoop en met
de ultrasnelle camera Brandaris 128, die de afdeling Biomedische
techniek samen met de Universiteit van Twente heeft ontwikkeld.

Prof. Lohse is awarded the NWO/Spinoza prize

On June 6, the Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO) announced that Prof. Lohse is one of the four researchers that will receive the NWO/Spinoza prize for 2005. The prize is the biggest Dutch award in science. Each researcher receives one-and-a-half million euros to freely devote to his or her research. The researchers receive the prestigious prize for their outstanding, pioneering and inspiring scientific work.

Quoting from the Jury Report:
"He has provided the globally-recognised clarification of sonoluminescence, the phenomenon in which a micro-bubble can emit light under the influence of sound."

For further information: Spinoza prize on NWO-site
and BMTI news

back to top

Een wolk van korrels

Wat doen druppels op een gloeiende plaat? Zweven! Al in 1756 gaf de Duitse arts Johann Gottlob Leidenfrost een verklaring voor dit verschijnsel. Als de temperatuur van de plaat tenminste 220 graden Celsius is, verdampt de onderkant van de druppel zo snel dat er een dun laagje damp ontstaat. De waterdruppel rust dan op dit 'kussentje' van lucht. Een verschijnsel dat hier sterk aan doet denken, blijkt in korrelig materiaal ook te kunnen bestaan, zo blijkt uit een publicatie van onderzoekers van de Stichting FOM en de Universiteit Twente in de Physical Review Letters van 16 december 2005.

For detailed information, see our recent article in Physical Review
Letters (2005)

See also: FOM-news and Kennislink

Paper in PRL: Wind Reversals in Turbulent Rayleigh-Bénard Convection

The phenomenon of irregular cessation and subsequent reversal of the large-scale circulation in turbulent Rayleigh-Bénard convection is theoretically analyzed. The force and thermal balance on a single plume detached from the thermal boundary layer yields a set of coupled nonlinear equations, whose dynamics is related to the Lorenz equations. For Prandtl and Rayleigh numbers in the range 10-2Pr103 and 107Ra1012, the model has the following features: (i) chaotic reversals may be exhibited at Ra107; (ii) the Reynolds number based on the root mean square velocity scales as Rerms~Ra[0.410.47] (depending on Pr), and as Rerms~Pr-[0.660.76] (depending on Ra); and (iii) the mean reversal frequency follows an effective scaling law /(L-2)~Pr-(0.64±0.01)Ra0.44±0.01. The phase diagram of the model is sketched, and the observed transitions are discussed.

For detailed information, see our recent article in Physical Review
Letters (2005)

See also: FOM-news and Kennislink

European innovation subsidy for TAMIRUT

The Physics of Fluids group of Prof. Detlef Lohse has received a European subsidy for research on the subject of molecular imaging, the visualization of molecular processes in the body by medical ultrasound. The strategic subsidy is granted within a call for the specific targeted research projects of the European Commission within the 6th Framework Programme of the EU (STREP-FP6).

The TAMIRUT research programme, with a total budget of 4 million Euros, will explore the development of a new ultrasound biosensor for the early detection of prostate cancer. The use of targeted microbubbles that bind to specific cells and the study of the bubbles' behavior under ultrasound insonation will play an important role in the project. Coated microbubbles are efficient reflectors of ultrasound and are used on a regular basis for ultrasound perfusion imaging of heart and liver.

The proposed research will be excecuted within a European consortium of biomedical and pharmaceutical companies, academic research institutes and medical centers from 7 European countries. Michel Versluis, coapplicant of the proposal: "In our group we study microbubbles with our Brandaris high-speed camera, one of the fastest camera's in the world, which records up to 25 million frames per second. In this project we will investigate how the dynamics of the microbubbles changes as the bubbles bind to their target cells. Also the behavior of clusters of targeted bubbles will be investigated. In addition, we will also study the dynamics of the microbubbles theoretically and numerically."

The European TAMIRUT project will be closely related to two running projects in the Physics of Fluids group: the NIMTIK project, a spearhead research programme of the biomedical research institute BMTi of the University of Twente, and the BURST project of SenterNovem, the subsidizing agency of the Ministry of Economic Affairs of the Dutch Government. Both programmes are also focused on the early detection of diseases on a molecular and cellular level using microbubbles and ultrasound.

FOM proposal "Impact on liquids: Void collapse and jet formation" granted

The Dutch organisation for scientific research (NWO) and stichting FOM have accepted a the project 'Impact on liquids: Void collapse and jet formation' within the 'Dynamics of Patterns' program.

A spectacular example of free surface flow is the impact of an object on a liquid: At impact, a splash is created and a surface cavity (void) emerges which then collapses, creating an upwards and a downwards jet at singularity and entraining a bubble.

The objective of the proposed work is to analyze the void collapse and the resulting jet formation for a well controlled impact experiment in detail, namely, for the “plunger experiment”, in which a disk is pulled through a surface with constant and controllable velocity. We will employ both experimental techniques (high-speed imaging and particle image velocimetry), theory (self-similarity analysis), and some numerics (boundary integral method).

In particular, we want to clarify the following questions:

1. What is the self-similarity solution of the profile of the void collapse? When do surface tension and viscosity become important? What is the role of the air-flow out of the entrained bubble and what is the origin of entrained microbubbles?

2. Correspondingly, the self-similarity of the emerging violent jets will be analyzed.

3. We want to employ this well-controlled singular flow to study the effect of dissolved polymers on the singularity, in order to better understand how dissolved polymers react under extreme strain.

4. Finally, we want to understand how a distortion of the cylindrical symmetry affects the void collapse and how two collapsing voids interact with each other.

For further information: www.nwo.nl (in Dutch)

Small bubbles reduce drag

A small amount of bubbles in a turbulent boundary layer can reduce
the drag up to 50%. This intriguing phenomenon is of course of main
interest of naval and commercial ship lines: with the use of this idea
fuel savings are possible and hence a cheaper transportation way is
possible; moreover: the added environmental benefits are obvious.
Researchers of the Stichting FOM and the University of Twente in the
Netherlands have investigated this drag reduction and showed that
the deformability of the bubbles is of main importance for this poorly
understood phenomenon. Their results are published in the Physical
Review Letters of February 4th 2005.
Read more in this press notification (pdf 223 kb)

back to top

Paper in Nature: Dry quicksand

Reports that travelers and even whole vehicles have instantaneously
vanished by sand have often been dismissed as products of fantasy.
Rightly so? Our latest experiments show that such a dry quicksand may
exist, and that objects can sink up to many diameters deep into very
loose, fine sand.

Sand supports weight. Force chains are known to play a prominent role
therein. We considerably weaken the force chain structure by letting air
flow through very fine sand. Even when the air is turned off and the bed
has settled, the prepared sand does not support weight: Balls sink into
the sand up to five diameters deep. We call this state of sand dry quick
sand. The state is not to be confused with the normal quick sand which
is a mixture of sand, clay, and water. The final depth the ball reaches
scales linearly with its mass and above a threshold mass, a sand jet is
formed which shoots sand straight and violently into the air. - Read all
about it in the 9 December 2004 issue of Nature.

Paper in PRL: Impact on soft sand

A steel ball dropped onto loose, very fine sand creates a jet exceeding
the release height of the ball.
Upon impact, sand is blown away in all directions, forming a splash. The
ball digs a cylindrical void in the sand and the jet is formed when this
void collapses: The focused sand pressure pushes the jet straight up
into the air. When the jet comes down again, it breaks up into
fragments, i.e., granular clusters. For sufficiently high impact
velocity, air is entrained by the collapsing void, forming an air bubble
in the sand. This bubble slowly rises to the surface, and upon reaching
it causes a granular eruption. This looks like a boiling liquid, or even
a volcano!
Read more about granular eruptions here.
Our 3-minute movie of the ball impact is one of the winning entry of the
Gallery of Fluid Motion in 2002. It can be viewed here (mpg 43.9 mb).
For detailed information, see our recent article in Physical Review
Letters (2004)

back to top

VIDI grant for Claus-Dieter Ohl

Claus-Dieter Ohl from the Physics of Fluids group chaired by Prof.
Detlef Lohse and member of the BMTI acquired a VIDI grant. The VIDI
program of the NWO (Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk
Onderzoek), part of the Innovational Research Incentives Scheme (Veni,
Vidi, Vici), supports excellent researchers who want to develop their
own innovative line of research and appoint one or more researchers. The
title of the proposal is "Cells under Jetting Flow Conditions".

back to top

FOM Projectruimte 2004: Manipulating surface nanobubbles

The Physics of Fluids group has been granted a joint proposal with the
Solid State Physics group in the FOM Projectruimte 2004. The proposal
entitled "Manipulating surface nanobubbles" by Detlef Lohse, Andrea
Prosperetti, Michel Versluis, Harold Zandvliet and stefan Kooij was
granted in the first round. The objective of this project is to clarify
whether the structures seen by the atomic force microscopy (AFM) on a
sub-micron scale along the interface between solid and liquid are indeed
consistent with an interpretation as ''nanobubbles''. The experiments
are performed with different surface materials and under different
liquid conditions. If these 'nanobubbles' do exist, the following
interests are under what conditions they stabilize and what their
properties are.

back to top

SenterNovem subsidy for BURST

The Physics of Fluids group of Prof. Detlef Lohse has received an
Innovation Subsidy of SenterNovem. In the BURST project we will explore
the use of coated microbubbles in targeted ultrasound imaging for the
early detection of diseases, such as thrombosis or arteriosclerosis.
Michel Versluis, coapplicant of the proposal: "The objective of this
project is to develop a new class of microbubbles suited for molecular
imaging and for ultrasound-induced activation of these microbubbles to
release drugs at a well-defined location. It is anticipated that
ultrasound-assisted local drug delivery greatly reduces the occurence of
side effects of highly toxic chemical agents such as those used in
chemotherapy." The project with a total budget of 3.3 MEuro will be
closely related to the NIMTIK project, a spearhead research programme of
the biomedical research institute BMTi of the University of Twente. In
this programme seven research group within the UT collaborate to
facilitate the early detection and killing of tumors on a molecular
basis by optical (laser) and acoustical means. The BURST project will
be realized through a collaboration with Wageningen University, Philips
Research and Erasmus Medical Centre. The Physics of Fluids group will
assist in the fundamental physical understanding of microbubble
behaviour through the use of the ultra high-speed camera facility
Brandaris 128, jointly operated with the Erasmus MC group.

back to top