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[拼音]:liudong xianshi fangfa

[英文]:method of flow visualization

在力求不改變流體力學性質的前提下,用影象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新增劑法、光學法、計算機圖示法和能量法。

新增劑法

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影象。這類方法有:

(1)熒光油流法:在固壁表面上塗刷一層有熒光劑的油料,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)熒光微絲法:將經過熒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)昇華法:靠物面各處的氣流條件不同,造成塗於物面的昇華材料程度不同的昇華,由此確定物面流態。

(5)顯溫漆法:原理類似於昇華法。

(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影象。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,陰影圖表徵流場密度梯度的變化。紋影法記錄光束的偏轉角,紋影圖表徵流場密度的梯度(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資料。用鐳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,可配微機和影象處理裝置作定量分析,應用日益廣泛。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影象。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影象判讀和資料處理的自動化。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熒光屏上顯示引數分佈或流動影象。