Experimentelle Studie freifallender dünner Scheiben: Übergang von planer Zickzack- zu spiralförmigen Bewegungen

Mit einer stereoskopischen Sichtmethode haben wir erstmals die zeitliche Entwicklung einer freien Bewegung dünner Scheiben mit sechs Freiheitsgraden experimentell untersucht. Es wurde festgestellt, dass die Trajektorie der Scheibe, wenn das dimensionslose Trägheitsmoment I∗ abnimmt, von planar zu nicht-planar übergeht. Neue Arten freifallender Bewegungen wurden für kleine I∗-Werte identifiziert, darunter der spiralförmige Zustand und der Übergangszustand. Ein erweitertes Re−I∗-Phasendiagramm, das verschiedenen Strömungsregimen entspricht, wurde gegeben. Die zugrunde liegende Physik, die mit dem Übergang verbunden ist, wird mit den Wechselwirkungen zwischen dem bewegten Objekt und den induzierten Wirbeln in Zusammenhang gebracht.