流動顯示方法

流動顯示方法

流動顯示方法,物理學術語。在力求不改變流體力學性質的前提下,用圖像顯示流動現象的方法。在水洞或風洞中常用這類方法來顯示流動分離、尾流、旋渦、邊界層和激波等流動現象。流動顯示方法可直接用於風洞流場校測和各類空氣動力實驗,為空氣動力計算提供可靠的流動模型,還能發現一些新的流動現象。常用的流動顯示方法有添加劑法、光學法、計算機圖示法和能量法。

基本介紹

  • 中文名:流動顯示方法
  • 屬性:物理學術語
  • 前提:不改變流體力學性質
  • 解釋:用圖像顯示流動現象
正文
添加劑法在流體中人工地加入某些物質,通過對加入物質的蹤跡的觀察得到流體運動的圖像。這類方法有:①螢光油流法:在固壁表面上塗刷一層有螢光劑的油料,在物面氣流剪下力的作用下形成油膜。它在紫外光的照射下能發出輝光,可以清楚地辨別模型表面的流態。②螢光微絲法:將經過螢光染料處理的極細的短纖維絲的一端規則地粘在模型上,另一端讓其自由,然後觀察絲線在氣流中的動態以判斷氣流的方向和分離等現象。③液晶法:將液晶塗於物面上,物面溫度的變化引起液晶分子結構變化,因而顯示不同的顏色,由此判定流態和測量溫度的大小。④升華法:靠物面各處的氣流條件不同,造成塗於物面的升華材料程度不同的升華,由此確定物面流態。⑤顯溫漆法:原理類似於升華法。⑥色(煙)流法:在流體中注入有色劑,或在氣流中加入煙霧,利用帶色流體和煙霧來顯示流譜。⑦氫氣泡法:使水電解產生氫氣泡,觀察氣泡的運動(見水槽和水洞),直觀地得到流譜。⑧蒸汽屏法:利用超音速氣流中水汽冷凝成霧的原理。可用片光源照明,取得該平面內的流動圖像。此外,還有空氣中的氦氣泡法等。
光學顯示法常用在氣流有密度變化的高速流場中,具有不干擾流場的優點。氣體的光折射率是密度的函式。通過流場的光線因流場密度的變化會產生位置差、方向差和光程差,從而發生偏轉。光線的偏轉反映流場的特性。陰影法記錄的是光束的位移,陰影圖表征流場密度梯度的變化。紋影法記錄光束的偏轉角,紋影圖表征流場密度的梯度(見彩圖)。若把普通紋影儀變為紋影干擾儀,還可用來顯示和測量高速氣流的密度場,它能避免紋影儀中的衍射效應,靈敏度高,並可以從干涉圖中獲得流場的定量數據。用雷射全息干涉法可拍攝彩虹全息干涉流場照片。光學顯示方法所得的照片清晰,可配微機和圖像處理裝置作定量分析,套用日益廣泛。屬於這一類方法的還有紅外熱像儀和層析技術。
能量法對流體某單元施加能量,使能量增大的流體元象示蹤子那樣運動,再利用光學等手段顯示流動圖像。例如用於低壓氣體流場的輝光放電法和電子束法。
在引入計算機技術之後,流場顯示方法實現了圖像判讀和數據處理的自動化。利用5孔或7孔等多孔探頭、熱線、熱膜計或光學儀器,測得流體運動的物理量,經過計算機轉換和運算,可在繪圖儀上繪出或在螢光屏上顯示參數分布或流動圖像。

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