En additivbild från en höghastighetsvideo som visar stänkzonen i en simulerad urinström som slår mot två mjuka silikonytor som representerar blygdläpparna (sett från ventral sida). Interaktionen mellan de två ytorna resulterar i ett stänk ungefär fem gånger större än själva strålen för denna inställning. Upphovsman:Josh Wille och Tadd Truscott/ Splash Lab USU
Urinering i en kopp kan vara en medicinsk nödvändighet för att övervaka njurarnas hälsa och andra problem, men det är ofta obehagligt, pinsamt och rörigt - särskilt för kvinnor. Men vad händer om det finns ett sätt att bekvämt tillhandahålla ett prov utan stänkbacken?
Tadd Truscott, docent vid Splash Lab vid Utah State University, skapat en uppsättning experiment med en anatomiskt korrekt kvinnlig urinrör som producerade en vattenstråle med ett tryck och flöde som motsvarar vad en mänsklig urinblåsan producerar. Han och hans kollegor gjorde detta för att undersöka dess interaktion med en mjuk polymer som liknar kvinnliga blygdläppar. Inspirerad av resultaten och hennes eget arbete med funktionshindrade, Faith Leibman tillämpade kunskapen på sin nyligen släppta patenterade produkt som heter Orchid. Leibmans orkidé är en trattliknande fångst fäst vid en urinprovskopp. Dess design gör det lättare för kvinnor och personer med funktionsnedsättning att tillhandahålla ett urinprov.
Under American Physical Society's Division of Fluid Dynamics 71:a årsmöte, som kommer att äga rum 18-20 november i Atlanta, Georgien, Josh Wille, medlem i Truscotts team, kommer att beskriva resultaten och deras potentiella konsekvenser, särskilt när man försöker "sikta mot koppen".
Att förstå samspelet mellan vätskor och mjuka strukturer kan förbättra den övergripande upplevelsen av att tillhandahålla urinprov.
Additiv bild från en höghastighetsvideo som visar stänkzonen i en simulerad urinström som träffar två mjuka silikonytor som representerar blygdläpparna (sett mot medianen). Interaktionen mellan de två ytorna resulterar i att strålen bildar ett mycket brett ark ungefär 10 gånger större än själva strålen för denna inställning. En viss överexponering av bilden resulterar i att mitten av arket ser helt vit ut. Upphovsman:Josh Wille och Tadd Truscott/ Splash Lab USU
"Även om många studier har tittat på hur strålen kränker på en yta, få har övervägt utloppet av vätska, "förklarade Truscott." Ännu färre studier har tittat på kvinnor och urinering. "
Avsikten med experimentet är att karakterisera beteendet mellan strålen och en mjuk polymer. "Det var utmanande att simulera interaktionen mellan urinströmmen och de simulerade blygdläpparna, eftersom denna externa funktion varierar kraftigt mellan kvinnor, sa Truscott.
Truscott fann att när de simulerade blygdläpparna pressades längre in i strömmen, urinen blev ett flytande ark. Den ändliga längden på polymeren fick små strålar och droppar att bildas i vardera änden, vilket skapade en ännu bredare ström av vätska.
"Det var inte förvånande att upptäcka att ju längre de simulerade blygdläpparna pressades in i jetplanet, desto mer röra blev det. Å andra sidan, vi trodde att Coanda -effekten skulle spela en större roll, men jetflödet fäste sig bara till de simulerade blygdläpparna när det pressades mindre än en fjärdedel av vägen, "sa Truscott. Coanda -effekten är fenomenet där en vätskestrålning följer krökningen på en yta som när en baksida av en sked placeras i flödet i köksblandaren och avleder flödet.
Denna forskning kan ha större konsekvenser än Orchid -enheten, enligt Truscott. "Vi kan titta på att ändra den övergripande utformningen av saker som kläder och toaletter för att göra urinering mindre rörigt för både män och kvinnor. Forskningen kan också tillämpas på enheter som hjälper kvinnor att urinera medan de står upp, något som kan vara särskilt användbart för kvinnor i militären. "
