Визуализация потока - Flow visualization

Модель Cessna с пузырьками, наполненными гелием, пути из концевые вихри.

Визуализация потока или же визуализация потока в динамика жидкостей используется, чтобы сделать поток узоры видны, чтобы получить о них качественную или количественную информацию.

Обзор

Визуализация потока - это искусство визуализации схем потока. Наиболее жидкости (воздух, вода и т. д.) прозрачный, таким образом, их структура потока невидима невооруженным глазом без каких-либо методов, чтобы сделать их видимыми.

Исторически к таким методам относились экспериментальные методы. С развитием компьютерных моделей и CFD для моделирования потоковых процессов (например, распределения кондиционированного воздуха в новом автомобиле) были разработаны чисто вычислительные методы.

Методы визуализации

Shadowgraph бурного шлейфа горячего воздуха, поднимающегося от газового гриля для домашнего барбекю. Фотография Гэри С. Сеттлса, Floviz Inc.

В экспериментальная гидродинамика, потоки визуализируются тремя способами:

  • Визуализация поверхностного потока: показывает поток рационализирует в пределе при приближении к твердой поверхности. Цветное масло, нанесенное на поверхность аэродинамическая труба Модель представляет собой один пример (масло реагирует на поверхностное напряжение сдвига и образует узор).
  • Методы индикатора частиц: частицы, такие как дым или микросферы, может быть добавлен к потоку для отслеживания движения жидкости. Мы можем осветить частицы листом лазер свет, чтобы визуализировать срез сложной картины потока жидкости. Предполагая, что частицы точно следуют за линиями тока потока, мы можем не только визуализировать поток, но и измерить его скорость с помощью велосиметрия изображения частиц или же велосиметрия с отслеживанием частиц методы. Частицы с плотностью, соответствующей плотности потока жидкости, будут демонстрировать наиболее точную визуализацию.[1]
  • Оптические методы: некоторые потоки выявляют свои закономерности путем изменения их оптических свойств. показатель преломления. Они визуализируются оптическими методами, известными как теневой график, шлирен фотография, и интерферометрия. Более конкретно, красители можно добавлять в потоки (обычно жидкие) для измерения концентраций; обычно используя ослабление света или же лазерно-индуцированная флуоресценция техники.

В научная визуализация потоки визуализируются двумя основными способами:

  • Аналитические методы, которые анализируют данный поток и показывают такие свойства, как линии обтекания, полосы и траектории. Поток может быть задан как в конечном представлении, так и в виде гладкой функции.
  • Адвекция текстуры методы, которые «сгибают» текстуры (или изображения) в соответствии с потоком. Поскольку изображение всегда является конечным (поток можно задавать как плавную функцию), эти методы будут визуализировать приближения реального потока.

Заявление

В вычислительная гидродинамика численное решение основных уравнений может дать все свойства жидкости в пространстве и времени. Этот огромный объем информации должен отображаться в содержательной форме. Таким образом, визуализация потока одинаково важна как для вычислений, так и для экспериментальной гидродинамики.

Смотрите также

Рекомендации

  • Мерцкирх, В. (1987). Визуализация потока. Нью-Йорк: Academic Press. ISBN  0-12-491351-2.
  • Ван Дайк, М. (1982). Альбом плавного движения. Стэнфорд, Калифорния: Parabolic Press. ISBN  0-915760-03-7.
  • Самимы, М .; Брейер, К. С .; Leal, L.G .; Стин, П. Х. (2004). Галерея плавного движения. Издательство Кембриджского университета. ISBN  0-521-82773-6.
  • Сеттлс, Г. С. (2001). Методы шлирена и теневого графа: визуализация явлений в прозрачных средах. Берлин: Springer-Verlag. ISBN  3-540-66155-7.
  • Смитс, А. Дж .; Лим, Т. Т. (2000). Визуализация потока: методы и примеры. Imperial College Press. ISBN  1-86094-193-1.
  1. ^ http://microspheres.us/fluorescent-microspheres/piv-seeding-microparticle-flow-visualization/599.html Рекомендации по высеву частиц PIV

внешняя ссылка