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표면 염료 흐름 시각화: 초음속 흐름 내 흐름맥 패턴을 관찰하는 정성적 방법

Overview

공기역학 연구에서 유동 시각화는 신체 주변 또는 신체에서 중요한 도구입니다. 그것은 질적으로 그리고 정량적으로 유동 구조를 연구하는 방법을 제공하고, 또한 연구원이 유체 흐름 행동을 이론화하고 확인하는 데 도움이됩니다. 흐름 시각화는 표면 외 시각화 및 표면 흐름 시각화의 두 범주로 나눌 수 있습니다. 표면 외 유동 시각화 기술은 관심 있는 몸 주위의 흐름 특성을 결정하는 것을 포함합니다. 여기에는 입자 이미지 속도측정(PIV), 슐리렌 이미징 및 연기 흐름 시각화를 포함하지만 제한되지 는 않습니다. 이러한 기술은 신체 주위의 흐름에 대한 정량적 데이터뿐만 아니라 정량적 데이터를 제공할 수 있습니다. 그러나 이러한 기술은 일반적으로 비용이 많이 들고 설정하기가 어렵습니다. 반면, 표면 유량 시각화 기술은 표면의 흐름을 연구하기 위해 염료로 관심 있는 본체를 코팅하는 것을 포함한다. 실제로 더 침습적인 이러한 기술은 염료 흐름 시각화를 포함하고, 최근에는 신체 표면의 흐름에 대한 상세한 이미지를 제공하는 압력에 민감한페인트를사용합니다. 이를 통해 연구원은 라미나르 버블, 경계 층 전환 및 유량 분리를 포함한 다양한 흐름 피쳐를 시각화할 수 있습니다. 염료 흐름 시각화, 현재 실험에 관심있는 기술, 표면 흐름의 질적 그림을 제공하고 특히 신체에 기체 흐름을 시각화하기위한 가장 간단하고 가장 비용 효율적인 표면 흐름 시각화 방법 중 하나입니다.

이 실험에서는 6개의 바디에 표면 흐름 거동이 초음속 유동에서 공부됩니다. 줄무늬 패턴은 염료 유동 시각화 기술을 사용하여 얻어지며, 유동 경로, 유동 부착 및 분리 정도, 그리고 유동 이미지로부터 위치 및 유형의 충격이 식별되고 연구된다.

Procedure
  1. 초음속 흐름에서 줄무늬 관찰
    1. 형광염염가와 미네랄 오일을 플라스틱 그릇에 섞습니다. 소량의 미네랄 오일을 증분의 염료에 넣고 반점성 혼합물을 얻을 때까지 지속적으로 혼합합니다. 혼합물은 콧림해서는 안됩니다.
    2. 초음속 풍동 테스트 챔버 위에 쏘는 것을 마운트하고 제자리에 고정합니다. 도 1에도시된 바와 같이 시험 섹션에서 6x 4의 블로우다운 초음속 풍동과 1.5~4의 작동 마하 수 범위가 이 데모에서 사용되었다. 마하 번호는 블록 설정을 조정하여 다양합니다(테스트 섹션의 영역 비율 변경).
    3. 2D 웨지 모델을 찌르는 마운트에 나사로 고정하고 쐐기 표면이 풍터널 테스트 섹션의 투명한 사이드월을 향하고 있도록 쐐기의 방향을 고정합니다. 모든 모델은 그림 2에표시됩니다.
    4. 페인트 브러시를 사용하여 모델에 충분한 양의 염료 혼합물을 적용합니다. 염료가 모델에서 떨어지지 않도록 합니다. 참조그림

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Results

표 1에 나열된 6개 모델 및 조건에 대한 줄무늬 흐름 패턴은 다음과 같습니다. 2D 웨지의 경우, 도 4에도시된 바와 같이, 표면 기형이 있는 영역을 제외하고, 체내에서 균일한 흐름 패턴이 관찰되어 흐름이 분리된다. 12°에서각도를 조정하면 표면을 따라 흐르는 흐름이 위쪽으로 편향됩니다. 이 효과는 모델이 -12°각도로 기울어지면 미러됩니다. 일반적으로 모?...

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Application and Summary

초음속 흐름에서 6개 이상의 체내에서 줄무늬 흐름 패턴을 표면 염료 유동 시각화를 사용하여 연구되었다. 2D 및 3D 웨지 의 흐름 패턴은 팁 효과가 표면 흐름 구조를 결정하는 데 지배적인 역할을 한다는 것을 보여주었습니다. 콘 을 통해 흐름은 완전히 ±13 °의 편향 범위에 부착 된 것으로 나타났다. 무딘 코 모델은 미사일의 초기 섹션에서도 관찰된 패턴인 11°의 각도로 편향될 때 명확한 분리 선?...

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Performing Dye Flow Visualization in Supersonic Flow

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