Vizualizarea fluxului - Flow visualization
Vizualizarea fluxului sau vizualizarea fluxului în dinamica fluidelor este utilizată pentru a face vizibile tiparele de flux , pentru a obține informații calitative sau cantitative despre ele.
Prezentare generală
Vizualizarea fluxului este arta de a face vizibile tiparele de flux. Majoritatea fluidelor (aer, apă etc.) sunt transparente , astfel modelele lor de curgere sunt invizibile cu ochiul liber, fără metode care să le facă vizibile.
Din punct de vedere istoric, astfel de metode includeau metode experimentale. Odată cu dezvoltarea de modele de calculator și CFD care simulează procesele de flux (de exemplu, distribuția aerului cu aer condiționat într-o mașină nouă), au fost dezvoltate metode pur computaționale.
Metode de vizualizare
În dinamica fluidelor experimentale , fluxurile sunt vizualizate prin trei metode:
- Suprafata vizualizare a fluxului: Aceasta dezvăluie flux de flux în limita ca suprafață solidă este abordată. Uleiul colorat aplicat pe suprafața unui model de tunel de vânt oferă un exemplu (uleiul răspunde la tensiunea de forfecare a suprafeței și formează un model).
- Metode de urmărire a particulelor: Particulele, cum ar fi fumul sau microsferele , pot fi adăugate la un flux pentru a urmări mișcarea fluidului. Putem ilumina particulele cu o foaie de lumină laser pentru a vizualiza o felie de tipar complicat al fluxului de fluid. Presupunând că particulele urmează fidel curgerile fluxului, putem vizualiza nu numai fluxul, ci și măsurăm viteza acestuia folosind metodele de viteză a imaginii particulelor sau metodele de urmărire a particulelor . Particulele cu densități care se potrivesc cu cele ale fluxului fluidului vor prezenta cea mai precisă vizualizare.
- Metode optice: Unele fluxuri își dezvăluie tiparele prin schimbări ale indicelui lor de refracție optică . Acestea sunt vizualizate prin metode optice cunoscute sub numele de shadowgraph , fotografie schlieren și interferometrie . Mai direct, coloranții pot fi adăugați la fluxurile (de obicei lichide) pentru a măsura concentrațiile; folosind de obicei tehnici de atenuare a luminii sau de fluorescență indusă de laser .
În vizualizarea științifică, fluxurile sunt vizualizate cu două metode principale:
- Metode analitice care analizează un flux dat și prezintă proprietăți precum linii aerodinamice, linii de linii și linii de parcurs . Fluxul poate fi dat fie într-o reprezentare finită, fie ca o funcție lină.
- Metode de advecție a texturilor care „îndoaie” texturile (sau imaginile) în funcție de flux. Deoarece imaginea este întotdeauna finită (fluxul prin ar putea fi dat ca o funcție lină), aceste metode vor vizualiza aproximări ale fluxului real.
Cerere
În dinamica calculată a fluidelor , soluția numerică a ecuațiilor de guvernare poate produce toate proprietățile fluidelor în spațiu și timp. Această cantitate copleșitoare de informații trebuie afișată într-o formă semnificativă. Astfel, vizualizarea fluxului este la fel de importantă în calcul ca în dinamica fluidelor experimentale.
Vezi si
Referințe
- Merzkirch, W. (1987). Vizualizarea fluxului . New York: Academic Press. ISBN 0-12-491351-2.
- Van Dyke, M. (1982). Un album de mișcare fluidă . Stanford, CA: Parabolic Press. ISBN 0-915760-03-7.
- Samimy, M .; Breuer, KS; Leal, LG; Steen, PH (2004). O galerie de mișcare fluidă . Cambridge University Press. ISBN 0-521-82773-6.
- Settles, GS (2001). Tehnici Schlieren și shadowgraph: vizualizarea fenomenelor în medii transparente . Berlin: Springer-Verlag. ISBN 3-540-66155-7.
- Smits, AJ; Lim, TT (2000). Vizualizarea fluxului: tehnici și exemple . Imperial College Press. ISBN 1-86094-193-1.