оптические методы исследования течений


оптические методы исследования течений
Просвечивание пучком световых лучей от внешнего источника исследуемой области потока.

Рис. 1. Просвечивание пучком световых лучей исследуемой области потока.

опти́ческие ме́тоды иссле́дования тече́ний — методы исследования течений в аэродинамическом эксперименте с помощью оптических приборов и установок. О. м. и. т. обеспечивают визуализацию неоднородных потоков газа (см. Визуализация течений), качественный анализ состояния и структуры потока, бесконтактное и безынерционное измерение одновременно в пределах всего визуализируемого участка течения плотности ρ.

Наибольшее распространение получили прямотеневой, теневой и интерференционный методы исследования. Для изучения газовых потоков прямотеневой метод исследования впервые применил чешский учёный В. Дворжак в 1880, теневой метод исследования — немецкий учёный А. Тёплер в 1867, интерференционный метод исследования независимо друг от друга предложили и использовали немецкие учёные Л. Цендер в 1891 и Л. Мах в 1892. В основе всех методов лежит принцип просвечивания пучком световых лучей 2 (рис. 1) от внешнего источника 1 исследуемой области потока 3. При отсутствии возмущений в области 3 отдельный световой луч 4 пучка проходит по заданному направлению под углом α к оси (на рис. α = 0), достигает экрана (фотоплёнки) 5 в точке А со значением фазы φ световой волны. При наличии локальных изменений показателя преломления n среды в области 3 на пути луча 4 он изменяет своё направление на 4', выходит из области 3 под углом α1 и достигает экрана в точке A1, со значением фазы φ1, что приводит к изменению местной освещённости экрана (значений амплитуды рабочей световой волны). При этом характерными величинами, регистрируемыми прямотеневым, теневым интерференционными методами, являются смещения лучей ΔA = A1А, отклонения Δα = α1—α, изменения фазы волн Δφ = φ1—φ. Характер перераспределения освещённости экрана во всех случаях обеспечивает надёжный качественный анализ картины течения (рис. 2). Для определения плотности среды применяют интерференционный и теневой методы: по зафиксированным на изображениях изменениям освещённости находят Δφ и Δα; полученные значения используют для определения местных значений показателя преломления n среды; в заданных точках потока рассчитывают плотность ρ по формуле n – 1 = kρ где k — так называемый коэффициент Гладстона—Дейла. Для изоэнтропических течений по газодинамическим уравнениям с использованием найденных значений ρ могут быть рассчитаны давление, температура, скорость и Маха число. О. м. и. т. наиболее эффективно применяют в аэродинамических трубах с транс- и сверхзвуковыми потоками, так как в этих случаях становится заметной сжимаемость и возникают местные изменения плотности и показателя преломления среды. О. м. и. т. можно применять также в аэродинамических трубах с до- и гиперзвуковыми потоками при некоторой доработке методики и приборов. С 1960—1970-х гг. для этой цели используют лазеры и голографию. См. также Спектральные методы исследования.

Литература:
Васильев Л. А., Теневые методы, М., 1968;
Голографическая интерферометрия фазовых объектов, Л., 1979.

В. А. Яковлев.

Прямотеневое (а), теневое (б) и интерференционное (в) изображения шара, обтекаемого сверхзвуковым потоком.

Рис. 2. Изображения шара, обтекаемого сверхзвуковым потоком.


Энциклопедия «Авиация». - М.: Большая Российская Энциклопедия. . 1998.

Смотреть что такое "оптические методы исследования течений" в других словарях:

  • Оптические методы исследования течений — методы исследования течений в аэродинамическом эксперименте с помощью оптических приборов и установок. О. м. и. т. обеспечивают визуализацию неоднородных потоков газа (см. Визуализация течений), качественный анализ состояния и структуры потока,… …   Энциклопедия техники

  • оптические методы исследования течений — Рис. 1. Просвечивание пучком световых лучей исследуемой области потока. оптические методы исследования течений — методы исследования течений в аэродинамическом эксперименте с помощью оптических приборов и установок. О. м. и. т. обеспечивают… …   Энциклопедия «Авиация»

  • Визуализация течений — (от латинского visualis зрительный) приём, позволяющий наблюдать течение жидкости или газа непосредственно или с помощью оптического устройства. В. т. используется для установления качественных характеристик, в том числе наличия и формы областей… …   Энциклопедия техники

  • визуализация течений — Рис. 1. Визуализация обтекания вертолёта (метод подкрашенных струек). визуализация течений (от лат. visualis — зрительный) — приём, позволяющий наблюдать течение жидкости или газа непосредственно или с помощью оптического устройства.… …   Энциклопедия «Авиация»

  • визуализация течений — Рис. 1. Визуализация обтекания вертолёта (метод подкрашенных струек). визуализация течений (от лат. visualis — зрительный) — приём, позволяющий наблюдать течение жидкости или газа непосредственно или с помощью оптического устройства.… …   Энциклопедия «Авиация»

  • визуализация течений — Рис. 1. Визуализация обтекания вертолёта (метод подкрашенных струек). визуализация течений (от лат. visualis — зрительный) — приём, позволяющий наблюдать течение жидкости или газа непосредственно или с помощью оптического устройства.… …   Энциклопедия «Авиация»

  • визуализация течений — Рис. 1. Визуализация обтекания вертолёта (метод подкрашенных струек). визуализация течений (от лат. visualis — зрительный) — приём, позволяющий наблюдать течение жидкости или газа непосредственно или с помощью оптического устройства.… …   Энциклопедия «Авиация»

  • СССР. Естественные науки —         Математика          Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. Эйлер, Д. Бернулли и другие западноевропейские учёные. По замыслу Петра I академики иностранцы… …   Большая советская энциклопедия

  • Горная порода — (Rock) Горная порода это совокупнность минералов, образующая самостоятельное тело в земной коре, вследстие природных явлений Группы горных пород, магматические и метаморфические горные породы, осадочные и метасоматические горные породы, строение… …   Энциклопедия инвестора

  • Петров, Георгий Иванович — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Петров. В Википедии есть статьи о других людях с именем Петров, Георгий. Георгий Иванович Петров Дата рождения: 18 (31) мая 1912(1912 05 31) Место рождения: Пинега …   Википедия