흐름 시각화
Flow visualization |
유체역학에서의 흐름 가시화 또는 흐름 가시화는 흐름 패턴을 가시적으로 만들어 질적 또는 정량적 정보를 얻기 위해 사용됩니다.
개요
흐름 시각화는 흐름 패턴을 가시화하는 기술입니다.대부분의 유체(공기, 물 등)는 투명하기 때문에 이를 가시화하는 방법 없이는 그 흐름 패턴이 육안으로는 보이지 않습니다.
역사적으로 그러한 방법에는 실험적인 방법이 포함되어 있었다.컴퓨터 모델과 CFD 시뮬레이션 흐름 과정(예: 신차 내 공조 공기 분배)의 개발로 순수 계산 방법이 개발되었다.
시각화 방법
가정용 바베큐 가스 그릴에서 솟아오르는 난기류의 그림자입니다.사진: 게리 S.플로비즈 주식회사 세틀즈
실험 유체 역학에서 흐름은 세 가지 방법으로 시각화됩니다.
- 지표면 흐름 시각화:이렇게 하면 솔리드 서페이스에 접근할 때 흐름의 유선형도가 한계로 나타납니다.풍동 모델의 표면에 도포된 착색 오일은 한 가지 예를 제시합니다(오일은 표면 전단 응력에 반응하여 패턴을 형성합니다).
- 입자 트레이서 방법: 연기나 미세구 등의 입자를 흐름에 추가하여 유체 운동을 추적할 수 있습니다.복잡한 유체 흐름 패턴의 슬라이스를 시각화하기 위해 레이저 광 시트로 입자를 조명할 수 있습니다.입자가 흐름의 유선을 충실히 따른다고 가정하면, 우리는 흐름을 시각화할 수 있을 뿐만 아니라 입자상 속도계 또는 입자 추적 속도계 방법을 사용하여 그 속도를 측정할 수 있다.유체 흐름과 일치하는 밀도를 가진 입자가 가장 정확한 [1]시각화를 보여줍니다.
- 광학 방법: 일부 흐름은 광학 굴절률의 변화를 통해 패턴을 드러냅니다.이것들은 섀도우그래프, 슐리렌 사진, 간섭계로 알려진 광학 방법으로 시각화된다.보다 직접적으로, 염료는 (보통 액체) 흐름에 첨가되어 농도를 측정할 수 있습니다. 일반적으로 광감쇠 또는 레이저 유도 형광 기술을 사용합니다.
과학적 시각화 흐름은 두 가지 주요 방법으로 시각화됩니다.
- 주어진 흐름을 분석하고 유선, 스트릭선 및 경로선과 같은 특성을 보여주는 분석 방법입니다.흐름은 유한한 표현으로 제공되거나 부드러운 함수로 제공될 수 있습니다.
- 흐름에 따라 텍스처(또는 이미지)를 "벤딩"하는 텍스처 이류 방식입니다.이미지는 항상 유한하기 때문에(플로우 스루(플로우 스루)는 부드러운 함수로 제공될 수 있음), 이러한 방법은 실제 플로우의 근사치를 시각화합니다.
어플
계산 유체 역학에서 지배 방정식의 수치 해법은 시공간에서 모든 유체 특성을 산출할 수 있습니다.이 방대한 양의 정보는 의미 있는 형태로 표시되어야 합니다.따라서 흐름 시각화는 실험 유체 역학에서와 마찬가지로 계산에서도 중요합니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- Merzkirch, W. (1987). Flow visualization. New York: Academic Press. ISBN 0-12-491351-2.
- Van Dyke, M. (1982). An album of fluid motion. Stanford, CA: Parabolic Press. ISBN 0-915760-03-7.
- Samimy, M.; Breuer, K. S.; Leal, L. G.; Steen, P. H. (2004). A gallery of fluid motion. Cambridge University Press. ISBN 0-521-82773-6.
- Settles, G. S. (2001). Schlieren and shadowgraph techniques: Visualizing phenomena in transparent media. Berlin: Springer-Verlag. ISBN 3-540-66155-7.
- Smits, A. J.; Lim, T. T. (2000). Flow visualization: Techniques and examples. Imperial College Press. ISBN 1-86094-193-1.
