Визуализация потока

Эта статья включает в себя список общих ссылок , но он остается в значительной степени непроверенным, поскольку в нем отсутствует достаточное количество соответствующих встроенных ссылок . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив более точные цитаты. ( Апрель 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Модель Cessna с пузырьками, заполненными гелием, демонстрирующая траектории вихрей на законцовках крыла .

Визуализация потока или визуализация потока в гидродинамике используется для того, чтобы сделать структуры потока видимыми, чтобы получить о них качественную или количественную информацию.

Обзор [ править ]

Визуализация потока - это искусство визуализации схем потока. Большинство жидкостей (воздух, вода и т. Д.) Прозрачны , поэтому структура их потока невидима невооруженным глазом без каких-либо методов, позволяющих сделать их видимыми.

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

Методы визуализации [ править ]

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

В экспериментальной гидродинамике течения визуализируются тремя способами:

• Визуализация потока Поверхность: Это показывает потока линий тока в пределе в виде твердого вещества поверхность подошел. Цветное масло, нанесенное на поверхность модели аэродинамической трубы, является одним из примеров (масло реагирует на поверхностное напряжение сдвига и образует узор).
• Методы отслеживания частиц: частицы, такие как дым или микросферы , могут быть добавлены в поток для отслеживания движения жидкости. Мы можем осветить частицы листом лазерного света, 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, используя методы велосиметрии по изображениям частиц или слежения за частицами . Частицы с плотностью, соответствующей плотности потока жидкости, будут демонстрировать наиболее точную визуализацию. ^[1]
• Оптические методы: некоторые потоки проявляют свою структуру посредством изменения их оптического показателя преломления . Они визуализировали с помощью оптических методов , известных как Shadowgraph , шлирны фотографии и интерферометрия . Более конкретно, красители могут добавляться в потоки (обычно жидкие) для измерения концентраций; обычно используют методы ослабления света или индуцированной лазером флуоресценции .

В научной визуализации потоки визуализируются двумя основными методами:

• Аналитические методы, которые анализируют заданный поток и показывают такие свойства, как линии тока, полосы и траектории . Поток может быть задан либо в конечном представлении, либо в виде гладкой функции.
• Методы текстурной адвекции, которые "изгибают" текстуры (или изображения) в соответствии с потоком. Поскольку изображение всегда является конечным (поток может быть задан как плавная функция), эти методы будут визуализировать приближения реального потока.

Заявление [ править ]

В вычислительной гидродинамике 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.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

• 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.; Леал, LG; Стин, PH (2004). Галерея плавного движения . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-82773-6.
• Settles, GS (2001). Шлирен и методы теневого графа: визуализация явлений в прозрачных средах . Берлин: Springer-Verlag. ISBN 3-540-66155-7.
• Смитс, AJ; Лим, TT (2000). Визуализация потока: методы и примеры . Imperial College Press. ISBN 1-86094-193-1.

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы, связанные с визуализацией потока .

• Техники визуализации потока .
• Алгоритмы визуализации потоков .
• Галерея примеров визуализации потоков.
• Образовательная скорость изображения частиц (e-PIV) - ресурсы и демонстрации