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Visualizzazione del flusso di colorante superficiale: un metodo qualitativo per osservare le linee di flusso nel flusso supersonico

Panoramica

La visualizzazione del flusso intorno o su un corpo è uno strumento importante nella ricerca aerodinamica. Fornisce un metodo per studiare qualitativamente e quantitativamente la struttura del flusso e aiuta anche i ricercatori a teorizzare e verificare il comportamento del flusso del fluido. La visualizzazione del flusso può essere suddivisa in due categorie: visualizzazione fuori dalla superficie e visualizzazione del flusso superficiale. Le tecniche di visualizzazione del flusso fuori dalla superficie comportano la determinazione delle caratteristiche del flusso attorno al corpo di interesse. Includono, ma non sono limitati alla velocimetria dell'immagine delle particelle (PIV), all'imaging di Schlieren e alla visualizzazione del flusso di fumo. Queste tecniche possono fornire dati qualitativi e quantitativi sul flusso intorno a un corpo. Tuttavia, queste tecniche sono generalmente costose e difficili da configurare. Le tecniche di visualizzazione del flusso superficiale, d'altra parte, comportano il rivestimento del corpo di interesse con un colorante per studiare il flusso sulla superficie. Queste tecniche, che sono più invasive nella pratica, includono la visualizzazionedelflusso del colorante e, più recentemente, utilizzano vernici sensibili alla pressione, che forniscono un'immagine dettagliata del flusso sulla superficie del corpo. Ciò consente ai ricercatori di visualizzare diverse caratteristiche di flusso, tra cui bolle laminari, transizioni dello strato limite e separazione del flusso. La visualizzazione del flusso del colorante, la tecnica di interesse nell'esperimento corrente, fornisce un quadro qualitativo del flusso superficiale ed è uno dei metodi di visualizzazione del flusso superficiale più semplici ed economici, in particolare per visualizzare i flussi gassosi su un corpo.

In questo esperimento, il comportamento del flusso superficiale su sei corpi è studiato nel flusso supersonico. I modelli di streakline sono ottenuti utilizzando la tecnica di visualizzazione del flusso del colorante e i percorsi del flusso, il grado di attaccamento e separazione del flusso e la posizione e il tipo di shock sono identificati e studiati dalle immagini di flusso.

Procedura
  1. Osservare le linee striature nel flusso supersonico
    1. Mescolare il colorante fluorescente in polvere e l'olio minerale in una ciotola di plastica. Aggiungere piccole quantità di olio minerale al colorante a incrementi, mescolando continuamente fino ad ottenere una miscela semi-viscosa. La miscela non deve essere che cola.
    2. Montare la puntura sopra la camera di prova supersonica della galleria del vento e bloccarla in posizione. In questa dimostrazione è stata utilizzata una galleria del vento superson

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Risultati

I modelli di flusso della linea striatura per i sei modelli e le condizioni elencati nella Tabella 1 sono mostrati di seguito. Per il cuneo 2D, si osserva un modello di flusso uniforme sul corpo, come mostrato nella Figura 4, tranne nella regione in cui vi è una deformità superficiale, che causa la separazione del flusso. Quando inclinato a 12°,il flusso lungo la superficie viene deviato verso l'alto. Questo effetto viene specchiato quando il modello è angolato a -12°

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Performing Dye Flow Visualization in Supersonic Flow

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