Yazarlar Hong Kong araştırma hibe Konseyi (Hayır. teşekkür etmek istiyorum GRF526913), Hong Kong yenilik ve teknoloji Komisyonu (Hayır. Its/334/15FP) ve bize Office, deniz araştırma Global (Hayır. N00014-16-1-2161) finansal destek için.

1. Rüzgar tüneli Kur
<ol><li>Delta kanat modeli
	<ol>
<li>Alüminyum, 75 ° tarama açısı φ , 280 mm, bir kök yayılma b 150 mm ve 5 mm kalınlığında bir akor uzunluğu c ile delta kanat modelden oluşturun. Var her iki önde gelen ayrılık noktası17 düzeltmek için 35 ° Eğimli kenarlar ( Şekil 1a' ya bakınız).</li>
	</ol></li>
	<li>Rüzgar tüneli tesisi
	<ol>
<li>2.4 m (boy) × 0,6 m (genişlik) × deneyler sırasında optik erişim sağlayan cam duvarlı donatılmış 0,6 m (yükseklik) test bölümü kapalı döngü düşük hızlı Rüzgar Tüneli'nde deneyler. Böyle bir tesis çalkantılı yoğunluğu % 0,4'den az olmalıdır. Not: Bu çalışmada, biz Yukarıdaki özelliklere sahip Hong Kong Politeknik Üniversitesi'nde bir rüzgar tüneli kullanılır. Ayrıca, freestream hız 2.64 m/s arasında değişiyordu 10.56 m/s, U∞ bir Reynolds sayısı, Re, 5 × 104 2 × 105, karşılık gelen temel tipik uçuş Aralık delta kanat chord uzunluğu için bir İnsansız Hava Aracı (İHA).</li>
		<li>Gerektiği gibi üç farklı yerleşim (bkz. Şekil 1b-d) boyuna kesit, span-wise kesit ve enine kesit akışı yapılarda gözlemlemek için lazer sac ve kameraları kullanın. Kurulum şeması Şekil 1badımında gösterilir. Not: Bu protokol kurulum ve ayrıntılı boyuna kesit ölçümü gösterir.</li>
	</ol></li>
	<li>Delta kanat yüklemek
	<ol>
<li>Açısı attack (AoA), αayarlamak için kullanılan bir dairesel hareket rehberinde var sting, delta kanat trailing edge gidermek. Dairesel Kılavuzu Rüzgar tüneli test bölümü Merkezi satırında merkezidir. Böylece, delta kanat'ın Merkezi her zaman test bölümü merkezinde olabilir. AoA α için ayarlamak 34 ° =.</li>
		<li>Dikkatli bir şekilde herhangi bir sapma açısı en aza indirmek ve açısı, açı ölçer ve üç eksenli lazer düzeyde okumalar kontrol ederek rulo delta kanat modeli ayarlayın. Mevcut çalışmada, daha az 0.1 ° Bu iki açıları belirsizlik var.</li>
	</ol></li>
	<li>Lazer tabaka ayarla
	<ol>
<li>Akış yapıları PIV ölçüm ve duman akışı görselleştirme için aydınlatmak için iki lazer ayrı olarak kullanır.<ol>
<li>PIV ölçüm için bir ikili darbe lazer dalga boyu 532 ile kullanmak nm ve maksimum enerji her darbe için 600 MJ (ayarlanabilir). Bir Eşitleyici ile transistör transistör mantık (TTL) sinyalleri (bkz. Şekil 1b) ile kontrol.</li>
			<li>Duman akışı görselleştirme için sürekli bir lazer dalga boyu 532 ile kullanın nm ve bir güç 1 W. Bu sürekli lazer bağımsız çalışır. Kurulum yükleme sırasında nötr yoğunluk filtresi % 10 geçirgenliği ile lazer ışını güvenliği için filtre uygulamak için kullanın.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Uygun lazer gözlükleri tak.</li>
		<li>Lazer ışını Rüzgar tüneli tanıtmak için yansıma ayna ayarlayın. Lazer ışık eksen ve ayna arasındaki açıdır <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57244/57244eq1.jpg"> </img>, lazer ışını delta kanat yüzeye normal yapmak için. Lazer ışını konumu xsağlamak /c ≅ 0,25, daha sonra görüş alanı (FOV) merkezi olacak.</li>
		<li>Şekil 1badımında gösterildiği gibi lazer sayfası oluşturmak için lazer optik (sürekli lazer, başta) yükleyin. Dışbükey mercek lazer ışını boyutunu (Ayrıca levha kalınlığı) denetlemek için kullanılır. Silindirik objektif lazer ışını bir lazer sayfasına genişletir. Not: mevcut çalışmada, silindirik lens odak uzaklığı 700 mm, ve silindirik objektif çapı 12 mm olduğunu.</li>
		<li>Lazer levha kalınlığı model üzerinde lazer çizgi ölçerek kontrol edin. Lazer levha kalınlığı uygun değilse dışbükey mercek konumunu ayarlamak (burada, yaklaşık 1 mm, 100 mm test kısmında lazer sayfasının etkili bir genişliğe sahip). Lazer sac kalınlığı 1) lazer sac ve 2) PIV ölçüm içinde anlık görüntü çifti arasındaki zaman aralığını için normal yönde hız bileşeni bağlı olduğunu unutmayın.</li>
		<li>Delta kanatla lazer sayfasına yüzeyi rastlantısal bir kalibrasyon hedefi tabak koyun. Çalışmada FOV Rüzgar tüneli koordinat ortogonal olmadığı için bu adım gereklidir.</li>
	</ol></li>
	<li>Kamera ayarları
	<ol>
<li>Kamera kurma lazerler açmak. Lazerler ile bu deneyin ayrı her parçası için iki kamera kullanırken:<ol>
<li>PIV ölçüm için yüksek hızlı bir CCD kamera 2048 × 2048 piksel çözünürlük ile kullanın. Bu kamera Eşitleyici ve ikili darbe tarafından kontrol edilir (bkz. Şekil 1b) lazer. Bu kamera verilerde doğrudan bilgisayara iletilir.</li>
			<li>Duman akışı görselleştirme için ticari bir dijital fotoğraf makinesi fotoğraf çözünürlüğü 4000 × 6000 piksel ve 50 Hz video kaydı çözünürlüğü 720 × 1280 piksel ile duman akışı görselleştirme sırasında kullanın. El ile işletilecektir.</li>
		</ol>
</li>
		<li>İstenen FOV elde etmek için fotoğraf makinesinin pozisyon (ticari dijital fotoğraf makinesi, başta) taşıyın. Kalibrasyon hedefi plaka üzerinde odaklanmak için kamera objektifi ayarlayın. Alanın tamamı odaklanmıştır emin olun. Eğer değilse, kamera koordinatlarını kalibrasyon hedefi plakasına ortogonal olmayabilir. Böylece, ayarlamak kameranın dikkatle18konumlayın.</li>
		<li>Kamera iyi ayarlanır sonra birkaç kare olur. Daha sonra bu kareler kalibrasyon hedefi plaka gerçek boyutu ve kare piksel arasında ölçek faktörü kalibre ve xyz koordinat başvuru konumu belirlemek için kullanılır. Ardından, kalibrasyon hedefi plaka kaldırın.</li>
	</ol></li>
	<li>Düşük hızda (örneğin, 3 m/s) Rüzgar tüneli açmak ve yağ parçacıkları Rüzgar tüneli enjekte. Aerosol üreteci baskısı 2.5 barda ayarla ve bunu çalıştırmak için 30 s önceden sağlanan akış görüntüleme yöntemi için. Bundan sonra tüm Rüzgar tüneli düzgün petrol parçacıklar normal çapının yaklaşık 1 µm ile seribaşı. Not: mevcut çalışmada, tahmini petrol parçacık yoğunluğu konsantrasyon Rüzgar Tüneli'nde yaklaşık de <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57244/57244eq2.jpg"> içinde duman akışı görselleştirme; Böylece, genel akış yoğunluğu Rüzgar tüneli değişimdir <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57244/57244eq3.jpg"> </img>.</li>
	<li>PIV yazılım kurulumu
	<ol>
<li>PIV yazılım PIV sistemiyle kontrol (tablo malzemeleri görmek). Bu yazılım lazer ve kamera, TTL sinyalleri göndermek için Eşitleyici Şekil 1badımında gösterildiği gibi komut olabilir.</li>
		<li>500 toplam örnekleme sayısı ile 5 Hz Örnekleme frekansı ayarla. PIV çerçeveler arasındaki zaman aralığını 80 µs. zaman aralığını FOV ve akış hızı boyutuna bağlı olduğunu not olduğunu. İki çerçeve sorgulama alanlarında bir 50-%75 örtüşme hakkında sahip olduğunuzdan emin olun.</li>
	</ol></li>
</ol>2. deneme gerçekleştirme
<ol><li>
Duman akışı görselleştirme geliştirilmiş
	<ol>
<li>İstenen freestream hızla Rüzgar tüneli açmak (U = 2,64 m/s). Bunun için freestream hız stabilize etmek için 10 dakika çalıştırın. Re 50.000, = U freestream hızı olduğunu = 2,64 m/s.</li>
		<li>Sürekli Lazeri aç. Dijital kamera akışı yapısının 5-10 anlık görüntüleri yakalamak için kullanın.</li>
		<li>Lazer sac LEV çekirdek boyuna kesiti olup olmadığını kontrol edin (bkz: şekil 3' te gösterilen tipik yapısı). Eğer öyleyse, delta kanat modeli bu konumunu daha sonra PIV ölçüm için bir başvuru olarak işaretlemek; Aksi takdirde, optik lens ayarlayarak lazer sayfası konumunu değiştirmek ve aşağıdaki adımları 1.4.6 - 1.5.3 kalibrasyon sıfırlayın.</li>
		<li>Bu resimleri gözden geçirin ve odak ve parlaklığı kontrol edin. Görüntü kalitesi tatmin edici değilse, objektif veya ISO kurulum diyafram ayarlamak.</li>
		<li>Daha fazla anlık görüntüleri (tipik olarak yaklaşık 20) ve video çekmek (yaklaşık 40 s) uygun kurulum ile. Lazer çevirmek ve verileri bilgisayara aktarın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
PIV ölçüm
	<ol>
<li>Adım 2.1.3 ve anlık görüntülerini adım 2.1.5 sonuçlarını bilinen referans konum bağlı olarak, ilginç bir bölge seçin (x/c≈ 0,3) nerede kıvırma kümelendirilebilir görülebilir FOV olarak. Sürekli lazer ve digital fotoğraf makinesi ile ikili darbe lazer ve CCD kamera PIV ölçüm için değiştirin.</li>
		<li>Adımları 1.4.6 - 1.5.3 PIV ölçüm için kalibrasyon kaydetmek için yineleyin.</li>
		<li>Rüzgar tüneli istenen freestream hızda U açın = 2,64 m/s. freestream hız istikrarlı olması 10 dakika çalıştırın.</li>
		<li>En yüksek güç düzeyinde için ikili darbe lazer ayarlayın ve hazır olun. Veri toplama için 100 başlatmak için belgili tanımlık bilgisayar yazılımı kullanın s. Veri kayıt tamamlandıktan sonra lazer kafasını açmak.</li>
		<li>Yazılımındaki kazanılmış resimleri gözden geçirin ve lazer sac dağıtım, parçacık yoğunluğu (genellikle 6-10 parçacıklar her istenen sorgulama alanındaki), odak ve parçacık deplasman Çift Kişilik çerçeveler (25-%50 sorgulama arasında kontrol edin alan).</li>
		<li>Görüntülerin kalitesi tatmin edici, Eğer 2.2.5. adımda açıklandığı gibi., veri PC sabit diske kaydedip diğer durumlarda yukarıdaki adımları tekrar uygulayarak çalıştırın. Aksi takdirde, 1,7 ve 2.2. adımları yineleyin ve dikkatli bir şekilde kurulum ayarlayın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. veri işleme
<ol><li>
Duman görselleştirme geliştirilmiş Not: Aşağıdaki adımları, 3.1.1-3.1.4, MATLAB şifre yolu ile otomatik olarak yapılır (bakınız Ek kodlama dosyası).<ol>
<li>Video kare bir dizi dönüştürmek. Gri tonlama RGB formdan dönüştürün. Delta kanat yüzeyi yatay yapmak için kareyi döndür. Daha sonra işleme (şekil 2a) ilgi alanı seçin.</li>
		<li>Parlaklık ve kontrast akışı yapısı vurgulamak için ayarlayın. İkili resim (şekil 2b) gri görüntü dönüştürmek için uyarlanabilir bir eşik değeri uygulanır.</li>
		<li>İkili değerleri her sütun eklemek ve aniden toplamı değiştiği pozisyon bulmak. Bu pozisyon girdap arıza (Şekil 2 c) konumdur.</li>
		<li>Girdap arıza yerleri ve onların karşılık gelen saatleri kaydedin. Arıza salınım zaman tarihinin böylece elde edilebilir.</li>
		<li>(1.5.3. adımda kalibrasyon hedef plakalı görüntülerden ölçülür) piksel-gerçek boyutu ölçek faktörü piksel zaman geçmişinden gerçek boyutuna dönüştürmek için başvuru konumu belirlemek için kullanılır. Arıza salınım zaman tarihi çizmek.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
PIV ölçüm
	<ol>
<li>PIV yazılımını çalıştırın. 2.2.2. adımda alınan görüntüleri ölçek faktörü ve koordinatları başvuru konumunu ayarlamak için kullanın. Parçacıklar vurgulayın ve gürültü18azaltmak için görüntü işleme Kütüphanesi aracılığıyla alınan verileri önceden işlemek.</li>
		<li>En küçük kılavuz boyutu 32 × 32 piksel ve % 50 en az bir çakışma ile edinilmiş sorgulama alan yöntemi kullanın. Görüntü alanını seçin ve adaptif çapraz korelasyon 3 x 3 vektör doğrulamasını ayarlayın.</li>
		<li>Sonuç bir hız vektör alanı olarak verilir, hangi doğru vektörel çizimler mavi vektörleridir, yeşil olanlar yerine konan vektörel çizimler ve kırmızı olanlar kötü vektörleridir.</li>
		<li>3 x 3 ortalama doğrulama yöntemi yerel hız vektörel çizimler onun mahallede karşılaştırarak tahmin etmek için hareketli uygulanır. Komşularının komşuları ortalama ile çok fazla sapma Değiştir vektörel çizimler.</li>
		<li>Zaman geçmiş, örneğin, zaman ortalama hız, standart sapma ve hız bileşenleri arasındaki çapraz korelasyon akış özellikleri hız haritalar vektör istatistikleri hesaplamak. Akışı alan, örneğin, vorticity, kesme vurguluyor ve dönen gücü iç özelliklerini göstermek için vektör harita skaler türevleri hesaplamak.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Smits, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Flow visualization: Techniques and examples. , (2012).</li><li>Barlow, J. B., Rae, W. H., Pope, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Low-speed wind tunnel testing. , (1999).</li><li>Merzkirch, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Flow visualization. , (1987).</li><li>Raffel, M., Willert, C. E., Wereley, S., Kompenhans, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Particle image velocimetry: A practical guide. , (2007).</li><li>Westerweel, J., Elsinga, G. E., Adrian, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+Image+Velocimetry+for+Complex+and+Turbulent+Flows.">Particle Image Velocimetry for Complex and Turbulent Flows.</a> Annu Rev Fluid Mech. 45 (1), 409-436 (2013).</li><li>Meinhart, C. D., Wereley, S. T., Santiago, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PIV+measurements+of+a+microchannel+flow.">PIV measurements of a microchannel flow.</a> Exp Fluids. 27 (5), 414-419 (1999).</li><li>Gursul, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+unsteady+vortex+flows+over+slender+delta+wings.">Review of unsteady vortex flows over slender delta wings.</a> J Aircraft. 42 (2), 299-319 (2005).</li><li>Gursul, I., Gordnier, R., Visbal, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unsteady+aerodynamics+of+nonslender+delta+wings.">Unsteady aerodynamics of nonslender delta wings.</a> Prog Aerosp Sci. 41 (7), 515-557 (2005).</li><li>Lowson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Some+experiments+with+vortex+breakdown.">Some experiments with vortex breakdown.</a> JRoy Aeronaut Soc. 68, 343-346 (1964).</li><li>Payne, F. M., Ng, T., Nelson, R. C., Schiff, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+and+wake+surveys+of+vortical+flow+over+a+delta+wing.">Visualization and wake surveys of vortical flow over a delta wing.</a> AIAA J. 26 (2), 137-143 (1988).</li><li>Lowson, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+three+dimensional+vortex+sheet+structure+on+delta+wings.">The three dimensional vortex sheet structure on delta wings.</a> Fluid Dynamics of Three-Dimensional Turbulent Shear Flows and Transition. , 11.11-11.16 (1989).</li><li>Riley, A. J., Lowson, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+three-dimensional+free+shear+layer.">Development of a three-dimensional free shear layer.</a> J Fluid Mech. 369, 49-89 (1998).</li><li>Menke, M., Gursul, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unsteady+nature+of+leading+edge+vortices.">Unsteady nature of leading edge vortices.</a> Phys Fluids. 9 (10), 2960 (1997).</li><li>Yayla, S., Canpolat, C., Sahin, B., Akilli, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yaw+angle+effect+on+flow+structure+over+the+nonslender+diamond+wing.">Yaw angle effect on flow structure over the nonslender diamond wing.</a> AIAA J. 48 (10), 2457-2461 (2010).</li><li>Menke, M., Gursul, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonlinear+response+of+vortex+breakdown+over+a+pitching+delta+Wing.">Nonlinear response of vortex breakdown over a pitching delta Wing.</a> J Aircraft. 36 (3), 496-500 (1999).</li><li>Sahin, B., Yayla, S., Canpolat, C., Akilli, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow+structure+over+the+yawed+nonslender+diamond+wing.">Flow structure over the yawed nonslender diamond wing.</a> Aerosp Sci Technol. 23 (1), 108-119 (2012).</li><li>Kohlman, D. L., Wentz, J. W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vortex+breakdown+on+slender+sharp-edged+wings.">Vortex breakdown on slender sharp-edged wings.</a> J Aircraft. 8 (3), 156-161 (1971).</li><li>Lu, L., Sick, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-speed+Particle+Image+Velocimetry+Near+Surfaces.">High-speed Particle Image Velocimetry Near Surfaces.</a> J Vis Exp. (76), e50559 (2013).</li><li>Mitchell, A. M., Barberis, D., Molton, P., D&#233;lery, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oscillation+of+Vortex+Breakdown+Location+and+Blowing+Control+of+Time-Averaged+Location.">Oscillation of Vortex Breakdown Location and Blowing Control of Time-Averaged Location.</a> AIAA J. 38 (5), 793-803 (2000).</li><li>Shen, L., Wen, C. -. y., Chen, H. -. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+Flow+Control+on+a+Delta+Wing+with+Dielectric+Barrier+Discharge+Actuators.">Asymmetric Flow Control on a Delta Wing with Dielectric Barrier Discharge Actuators.</a> AIAA J. 54 (2), 652-658 (2016).</li><li>Leibovich, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Structure+of+Vortex+Breakdown.">The Structure of Vortex Breakdown.</a> Annu Rev Fluid Mech. 10 (1), 221-246 (1978).</li><li>Mitchell, A. M., Molton, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vortical+Substructures+in+the+Shear+Layers+Forming+Leading-Edge+Vortices.">Vortical Substructures in the Shear Layers Forming Leading-Edge Vortices.</a> AIAA J. 40 (8), 1689-1692 (2002).</li><li>Gad-El-Hak, M., Blackwelder, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+discrete+vortices+from+a+delta+wing.">The discrete vortices from a delta wing.</a> AIAA J. 23 (6), 961-962 (1985).</li><li>Zhou, J., Adrian, R. J., Balachandar, S., Kendall, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+for+generating+coherent+packets+of+hairpin+vortices+in+channel+flow.">Mechanisms for generating coherent packets of hairpin vortices in channel flow.</a> J. Fluid Mech. 387, 353-396 (1999).</li><li>Adrian, R. J., Christensen, K. T., Liu, Z. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+and+interpretation+of+instantaneous+turbulent+velocity+fields.">Analysis and interpretation of instantaneous turbulent velocity fields.</a> Exp Fluids. 29 (3), 275-290 (2000).</li><li>Yoda, M., Hesselink, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+three-dimensional+visualization+technique+applied+to+flow+around+a+delta+wing.">A three-dimensional visualization technique applied to flow around a delta wing.</a> Exp. Fluids. 10 (2-3), (1990).</li><li>Greenwell, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> RTO AVT Symposium. , (2001).</li><li>Furman, A., Breitsamter, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Turbulent+and+unsteady+flow+characteristics+of+delta+wing+vortex+systems.">Turbulent and unsteady flow characteristics of delta wing vortex systems.</a> Aerosp Sci Technol. 24 (1), 32-44 (2013).</li><li>Wang, C., Gao, Q., Wei, R., Li, T., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+flow+visualization+and+tomographic+particle+image+velocimetry+for+vortex+breakdown+over+a+non-slender+delta+wing.">3D flow visualization and tomographic particle image velocimetry for vortex breakdown over a non-slender delta wing.</a> Exp Fluids. 57 (6), (2016).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu yazı iki akışı görselleştirme yöntem, geliştirilmiş duman akışı görselleştirme ve nitelik ve nicelik delta kanat akışı yapısı araştırmaya PIV ölçüm sunar. Denemenin genel yordamları adım adım açıklanmıştır. Cihazlar dahil farklı olmakla birlikte bu iki yöntem kurulumları neredeyse aynıdır. Bu iki akışı görselleştirme yöntemleri temel parçacıklar lazer sayfası üzerinden akışı aydınlatmak için ilkedir. Geliştirilmiş duman akışı görselleştirme bir bilinmeyen akı...

Akışı alan görselleştirme teknikleri yoluyla sıvı Mühendisliği temel bir metodoloji ölçümdür. Farklı görselleştirme teknikleri arasında duman tel akışı görselleştirme Rüzgar tüneli deneylerde ve boya görselleştirme su tünel deneylerde en çok kullanılan akış yapıları niteliksel göstermek için vardır. PIV ve lazer Doppler anemometry (Ida) iki tipik kantitatif teknikleri1dir.
Duman tel akışı görselleştirme, duman streaklines yağ damlacıkları bir Isıtma tel üzerinde oluşturulduğu veya dış duman jeneratör/kapsayıcıyı deneyler sırasında enjekte. Yüksek güçlü ışık veya lazer sayfaları duman streaklines aydınlatmak için kullanılır. Görüntüleri daha sonra daha ayrıntılı bir çözümleme için kaydedilir. Bu basit ama çok yararlı akışı görselleştirme yöntem2. Ancak, bu yöntemin etkinliğini duman teller, karmaşık üç boyutlu akış alanı, akışının nispeten yüksek hız ve verimlilik duman üretimi3kısa süreli gibi çeşitli faktörler tarafından sınırlandırılabilir.
PIV ölçümlerde sürüklenmiş parçacıkları ile akışı alan bir kesit lazer tabakasıyla aydınlatılmış ve anlık pozisyonlarda bu kesit parçacıkların bir yüksek hızlı kamera tarafından yakalanır. Bir çok küçük zaman aralığı içinde bir çift görüntü kaydedilir. Bir sorgu alanları kılavuza görüntüleri bölme ve parçacıklar çapraz korelasyon fonksiyonları üzerinden sorgulama bölgelerde ortalama hareket hesaplama, gözlenen bu kesit anlık hız vektör harita elde edilebilir. Ancak, bu da uzlaşma için izleme penceresi, hız harita, hız büyüklüğü bir düzlemde, görüntüleri, ortogonal hız çifti arasındaki zaman aralığını çözünürlüğe büyüklüğü gibi etkenlere erişilmesi gereken bilinir büyüklüğü ve parçacık yoğunluğu4. Bu nedenle, birçok araştırmacı deney deneysel ayarlarını en iyi duruma getirmek için gerekli olabilir. Çok pahalı ve zaman alıcı bir bilinmeyen ve karmaşık akışı alan PIV ölçüm yalnız5,6araştırmak olurdu. Yukarıdaki sorunları göz önüne alındığında, duman akışı görselleştirme ve PIV ölçüm birleştirmek için bir strateji önerilen ve burada ince bir delta kanat üzerinde karmaşık akışı çalışmaya gösterdi.
LEV akışı delta kanat üzerinde birçok çalışma yürütülen7,8, birincil araç olarak kullanılan akışı görselleştirme teknikleri ile olmuştur. Birçok ilginç akışı olayları gözlemledim: sarmal türü ve balon yazın girdap arıza9,10, kararsız bir makaslama katman alt yapı11,12, salınım LEV arıza yerleri13 , ve yunuslama ve yaw etkileri açılar14,15,16 akışı yapıları üzerinde. Ancak, delta kanat akışı dengesiz bazı olayları temel mekanizmaları belirsiz7kalır. Bu çalışmada, duman akışı görselleştirme PIV ölçümü, duman tel yerine kullanılan aynı tohum parçacıklar kullanarak artırıldı. Bu gelişme büyük ölçüde canlandırma işlemi basitleştirir ve görüntü kalitesini artırır. Geliştirilmiş duman akışı görselleştirme sonuçlara dayanarak, PIV ölçüm faiz nicel bilgi almak için bu akışı alanlar üzerinde duruluyor.
Burada ayrıntılı bir açıklama nasıl bir rüzgar tüneli bir akışı görselleştirme deneyi yapmak için ve bir delta kanat üzerinde kararsız akışı olayları incelemek için açıklamak için sağlanır. İki görüntüleme yöntemleri, geliştirilmiş duman akışı görselleştirme ve PIV ölçüm, bu deneyde birlikte kullanılır. Yordam aygıt kurulum ve parametre ayarı için adımlar halinde kılavuz bilgiler içerir. Tipik sonuçları içinde dağınık şekilde ve geçici karmaşık akışı alanı ölçmek için bu iki yöntem birleştirerek avantajı göstermek için gösterilen.

<table><tbody><tr><td>532 nm Nd:YAG laser</td><td>Quantel Laser</td><td>Evergreen 600mJ</td><td></td></tr><tr><td>High speed camera</td><td>Dantec Dynamic</td><td>HiSense 4M</td><td></td></tr><tr><td>camera lens</td><td>Tamron</td><td>SP AF180mm F/3.5 Di</td><td></td></tr><tr><td>PIV recording and processing software</td><td>Dantec Dynamic</td><td>DynamicStudio</td><td></td></tr><tr><td>cylindrical lens</td><td>Newport</td><td></td><td>&amp;Phi;=12 mm</td></tr><tr><td>convex lens</td><td>Newport</td><td></td><td>f=700 mm</td></tr><tr><td>neutral density filter</td><td>Newport</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Calibration target</td><td></td><td></td><td>custom made</td></tr><tr><td>aerosol generator</td><td>TSI</td><td>TSI 9307-6</td><td></td></tr><tr><td>PULSE GENERATOR</td><td>Berkeley Nucleonics Corp</td><td>BNC 575</td><td></td></tr><tr><td>continuous laser</td><td></td><td>APGL-FN-532-1W</td><td></td></tr><tr><td>Digital camera</td><td>Nikon</td><td>Nikon D5200</td><td></td></tr><tr><td>Image processing</td><td>Matlab</td><td></td><td>custom code</td></tr><tr><td>wind tunnel support</td><td></td><td></td><td>custom made</td></tr><tr><td>laser level</td><td>BOSCH</td><td>GLL3-15X</td><td></td></tr><tr><td>angle meter</td><td>BOSCH</td><td>GAM220</td><td></td></tr></tbody></table>

experimental investigation of the flow structure over a delta wing via flow visualization methods

İyi bilinen bir delta kanat üzerinden akışı alanı counter dönen öncü Girdaplar (LEV) bir çift tarafından hakimdir. Ancak, onların mekanizması iyi anlaşılmış değildir. Akışı görselleştirme tekniği dağınık şekilde ve geçici karmaşık akışı alanı göstermek için umut verici bir sigara tacizkar yöntemdir. Temel akış görselleştirme Kur bir yüksek güçlü lazer ve optik lensler lazer sayfası, bir kamera, bir izleyici parçacık jeneratör ve veri işlemcisi oluşturmak için oluşur. Rüzgar tüneli Kur, cihazların ilgili özellikleri ve karşılık gelen parametre ayarları elde edilecek akış özelliklerine bağlıdır.
Normal duman tel akışı görselleştirme bir duman tel akışı streaklines göstermek için kullanır. Ancak, ne zaman bir karmaşık akışı alanında yürütülen bu yöntemin performansı tarafından yanlış mekansal çözünürlükte sınırlıdır. Bu nedenle, bir geliştirilmiş duman akışı görselleştirme teknik geliştirilmiştir. Bu teknik büyük ölçekli küresel LEV akışı alanı ve küçük ölçekli kesme katman akışı yapısı aynı zamanda, daha sonra detaylı partikül imaj velosimetri (PIV) ölçüm için değerli bir başvuru sağlayan göstermektedir.
Bu yazıda, kararsız akışı olayları bir delta kanat üzerinde çalışmak için geliştirilmiş duman akışı görselleştirme ve PIV ölçüm uygulaması gösterilmiştir. Yordam ve deney için dikkat edilecek noktalar, Rüzgar tüneli kurulumu, veri toplama ve veri işleme de dahil olmak üzere listelenir. Temsilcisi sonuçları bu iki akışı görselleştirme yöntemler üç boyutlu akış alan nitelik ve nicelik soruşturma için etkili teknikler olduğunu göstermektedir.

Şekil 2B LEV arıza yerleri saat tarih gösterir. İskele tarafında LEV siyah eğri gösterir ve kırmızı eğri sancak LEV gösterir. Zaman ölçeği ücretsiz akış hızı ve akor uzunluğa göre nondimensionalized. Bu ikisi arasındaki korelasyon katsayısını zaman geçmişleri olan r −0.53, LEV arıza konumu titreşimler güçlü bir anti-simetrik etkileşim gösteren =. Bu sonucu13,19<...

Watch this Scientific Journal Video about Experimental Investigation of the Flow Structure over a Delta Wing Via Flow Visualization Methods at JoVE.com

Experimental Investigation of the Flow Structure over a Delta Wing Via Flow Visualization Methods

Burada, kararsız kıvırma akar değiştirilmiş duman akışı görselleştirme tekniği kullanarak bir delta kanat üzerinde gözlemlemek ve öncü girdap arıza Mekanlar salınım için sorumlu mekanizma araştırmak için bir protokol mevcut.

Akış yapısı akış görüntüleme yöntemleri ile Delta kanat üzerinde deneysel incelenmesi

It is well known that the flow field over a delta wing is dominated by a pair of counter rotating leading edge vortices (LEV). However, their mechanism is ...

experimental-investigation-flow-structure-over-delta-wing-via-flow

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Civil Engineering

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Flow over Immersed Bodies

Force Vectors

SCIENTISTS IN ACTION

10.5K Görüntüleme.  Hong Kong Polytechnic University. Burada, kararsız kıvırma akar değiştirilmiş duman akışı görselleştirme tekniği kullanarak bir delta kanat üzerinde gözlemlemek ve öncü girdap arıza Mekanlar salınım için sorumlu mekanizma araştırmak için bir protokol mevcut.

Video: Experimental Investigation of the Flow Structure over a Delta Wing Via Flow Visualization Methods

Investigating the Three-dimensional Flow Separation Induced by a Model Vocal Fold Polyp

The fluid-structure energy exchange process for normal speech has been studied extensively, but it is not well understood for pathological conditions. Polyps and nodules, which are geometric abnormalities that form on the medial surface of the vocal folds, can disrupt vocal fold dynamics and thus can have devastating consequences on a patient&#39;s ability to communicate. Our laboratory has reported particle image velocimetry (PIV) measurements, within an investigation of a model polyp located on the medial surface of an in&#160;vitro driven vocal fold model, which show that such a geometric abnormality considerably disrupts the glottal jet behavior. This flow field adjustment is a likely reason for the severe degradation of the vocal quality in patients with polyps. A more complete understanding of the formation and propagation of vortical structures from a geometric protuberance, such as a vocal fold polyp, and the resulting influence on the aerodynamic loadings that drive the vocal fold dynamics, is necessary for advancing the treatment of this pathological condition. The present investigation concerns the three-dimensional flow separation induced by a wall-mounted prolate hemispheroid with a 2:1 aspect ratio in cross flow, i.e. a model vocal fold polyp, using an oil-film visualization technique. Unsteady, three-dimensional flow separation and its impact of the wall pressure loading are examined using skin friction line visualization and wall pressure measurements.

Vocal fold polyps can disrupt vocal fold dynamics and thus can have devastating consequences on a patient&#39;s ability to communicate. Three-dimensional flow separation induced by a wall-mounted model polyp and its impact on the wall pressure loading are examined using particle image velocimetry, skin friction line visualization, and wall pressure measurements.

Model Vocal Fold Polip'in Neden Olduğu Üç Boyutlu Akış Ayrımının Araştırılması

The fluid-structure energy exchange process for normal speech has been studied extensively, but it is not well understood for pathological conditions. ...

Biyomühendislik

Simultaneous Measurement of Turbulence and Particle Kinematics Using Flow Imaging Techniques

Numerous problems in scientific and engineering fields involve understanding the kinematics of particles in turbulent flows, such as contaminants, marine micro-organisms, and/or sediments in the ocean, or fluidized bed reactors and combustion processes in engineered systems. In order to study the effect of turbulence on the kinematics of particles in such flows, simultaneous measurements of both the flow and particle kinematics are required. Non-intrusive, optical flow measurement techniques for measuring turbulence, or for tracking particles, exist but measuring both simultaneously can be challenging due to interference between the techniques. The method presented herein provides a low cost and relatively simple method to make simultaneous measurements of the flow and particle kinematics. A cross section of the flow is measured using a particle image velocimetry (PIV) technique, which provides two components of velocity in the measurement plane. This technique utilizes a pulsed-laser for illumination of the seeded flow field that is imaged by a digital camera. The particle kinematics are simultaneously imaged using a light emitting diode (LED) line light that illuminates a planar cross section of the flow that overlaps with the PIV field-of-view (FOV). The line light is of low enough power that it does not affect the PIV measurements, but powerful enough to illuminate the larger particles of interest imaged using the high-speed camera. High-speed images that contain the laser pulses from the PIV technique are easily filtered by examining the summed intensity level of each high-speed image. By making the frame rate of the high-speed camera incommensurate with that of the PIV camera frame rate, the number of contaminated frames in the high-speed time series can be minimized. The technique is suitable for mean flows that are predominantly two-dimensional, contain particles that are at least 5 times the mean diameter of the PIV seeding tracers, and are low in concentration.

The technique described herein offers a low cost and relatively simple method to simultaneously measure particle kinematics and turbulence in flows with low particle concentrations. The turbulence is measured using particle image velocimetry (PIV), and particle kinematics are calculated from images obtained with a high-speed camera in an overlapping field-of-view.

Eş zamanlı ölçüm türbülans ve akış görüntüleme teknikleri kullanarak parçacık kinematik

Numerous problems in scientific and engineering fields involve understanding the kinematics of particles in turbulent flows, such as contaminants, marine ...

Mühendislik

Airfoil Behavior: Pressure Distribution over a Clark Y-14 Wing

Source: David Guo, College of Engineering, Technology, and Aeronautics (CETA), Southern New Hampshire University (SNHU), Manchester, New Hampshire
An airfoil is a 2-dimensional wing section that represents critical wing performance characteristics. The pressure distribution and lift coefficient are important parameters that characterize the behavior of airfoils. The pressure distribution is directly related to the lift generated by airfoils. A Clark Y-14 airfoil, which is used in this demonstration, has a thickness of 14% and is flat on the lower surface from 30% of chord length to the back.
Here we will demonstrate how the pressure distribution around an airfoil is measured using a wind tunnel. A Clark Y-14 airfoil model with 19 pressure ports is used to collect pressure data, which is used to estimate the lift coefficient.

Source: David Guo, College of Engineering, Technology, and Aeronautics (CETA), Southern New Hampshire University (SNHU), Manchester, New Hampshire
An ...

JoVE Science Education

Havacılık Mühendisliği

Turbulence Sphere Method: Evaluating Wind Tunnel Flow Quality

Source: Jose Roberto Moreto and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, CA
Wind tunnel tests are useful in the design of vehicles and structures that are subjected to airflow during their use. Wind tunnel data are generated by applying a controlled air flow to a model of the object being studied. The test model usually has a similar geometry but is a smaller scale compared to the full-sized object. To ensure accurate and useful data is collected during low speed wind tunnel tests, there must be a dynamic similarity of the Reynolds number between the tunnel flow field over the testing model and the actual flow field over the full-sized object.
In this demonstration, wind tunnel flow over a smooth sphere with well-defined flow characteristics will be analyzed. Because the sphere has well-defined flow characteristics, the turbulence factor for the wind tunnel, which correlates the effective Reynolds number to the test Reynolds number, can be determined, as well as the free-stream turbulence intensity of the wind tunnel.

Turbulence Measurements at Varying Air Speeds

Source: Jose Roberto Moreto and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, CA
Wind tunnel tests are useful ...

Cross Cylindrical Flow: Measuring Pressure Distribution and Estimating Drag Coefficients

Source: David Guo, College of Engineering, Technology, and Aeronautics (CETA), Southern New Hampshire University (SNHU), Manchester, New Hampshire
The pressure distributions and drag estimations for cross cylindrical flow have been investigated for centuries. By ideal inviscid potential flow theory, the pressure distribution around a cylinder is vertically symmetric. The pressure distribution upstream and downstream of the cylinder is also symmetric, which results in a zero-net drag force. However, experimental results yield very different flow patterns, pressure distributions and drag coefficients. This is because the ideal inviscid potential theory assumes irrotational flow, meaning viscosity is not considered or taken into account when determining the flow pattern. This differs significantly from reality.
In this demonstration, a wind tunnel is utilized to generate a specified airspeed, and a cylinder with 24 ports of pressure is used to collect pressure distribution data. This demonstration illustrates how the pressure of a real fluid flowing around a circular cylinder differs from predicted results based on the potential flow of an idealized fluid. The drag coefficient will also be estimated and compared to the predicted value.

Cross Cylindrical Flow: Pressure Distribution &amp; Drag Coefficients

Source: David Guo, College of Engineering, Technology, and Aeronautics (CETA), Southern New Hampshire University (SNHU), Manchester, New Hampshire
The ...

Schlieren Imaging: A Technique to Visualize Supersonic Flow Features

Source: Jose Roberto Moreto, Jaime Dorado, and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, CA
Military jet fighters and projectiles can fly at incredible speeds that exceed the speed of sound, which means they are traveling at a supersonic speed. The speed of sound is the speed at which a sound wave propagates through a medium, which is 343 m/s. Mach numbers are used to gauge the flight speed of an object relative to the speed of sound.
An object traveling at the speed of sound would have a Mach number of 1.0, whereas an object traveling faster than the speed of sound has a Mach number greater than 1.0. The compressibility effects of air must be accounted for when traveling at such speeds. A flow is considered compressible when the Mach number is greater than 0.3. In this demonstration, Mach 2.0 supersonic flow over a cone will be analyzed by visualizing the formation of shock waves and compression waves in compressible flow using a Schlieren system.

Schlieren Imaging: Visualization of Supersonic Flow Features

Source: Jose Roberto Moreto, Jaime Dorado, and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, CA
Military jet ...

Flow Visualization in a Water Tunnel: Observing the Leading-edge Vortex Over a Delta Wing

Source: Jose Roberto Moreto, Gustaaf Jacobs and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, California
The delta wing, shown in Figure 1D, is a popular design in high-speed airplanes due to its superb performance in transonic and supersonic flight regimes. This type of wing has a small aspect ratio and high sweep angle, which reduces drag at high subsonic, transonic and supersonic flight regimes. The aspect ratio is defined as the wing span divided by the average chord <img align="middle" src="/files/ftp_upload/10459/10459eq1a.jpg" />.
An important advantage of the delta wing is its high stall angle. The stall of a delta wing is delayed compared to the stall of a high aspect ratio wing. This is because the lift of a delta wing is enhanced by the leading-edge vortex over the wing.
An effective way to observe this vortex flow phenomenon and study the vortex breakdown in a delta wing is by visualizing the flow in a water tunnel. By injecting dye in the flow surrounding a model from dye ports on the leading-edge, the vortex development and breakdown can be observed and its position measured. The data can also be used to estimate the stall angle.
<img src="/files/ftp_upload/10459/10459fig1.jpg" />
Figure 1. Typical wing planform shapes: A) Rectangular, with constant chord along span, B) elliptical, C) tapered, with variable chord along the span, and D) delta wing, an aft-swept wing with zero taper ratio.

Flow in a Water Tunnel: Leading-edge Vortex over a Delta Wing

Source: Jose Roberto Moreto, Gustaaf Jacobs and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, California
The ...

Measuring Turbulent Flows

Source: Ricardo Mejia-Alvarez and Hussam Hikmat Jabbar, Department of Mechanical Engineering, Michigan State University, East Lansing, MI
Turbulent flows exhibit very high frequency fluctuations that require instruments with high time-resolution for their appropriate characterization. Hot-wire anemometers have a short enough time-response to fulfill this requirement. The purpose of this experiment is to demonstrate the use of hot-wire anemometry to characterize a turbulent jet.
In this experiment, a previously calibrated hot-wire probe will be used to obtain velocity measurements at different positions within the jet. Finally, we will demonstrate a basic statistical analysis of the data to characterize the turbulent field.

Measuring Turbulent Flows Using Hot-Wire Anemometers

Source: Ricardo Mejia-Alvarez and Hussam Hikmat Jabbar, Department of Mechanical Engineering, Michigan State University, East Lansing, MI
Turbulent flows ...

Makine Mühendisliği

Surface Dye Flow Visualization: A Qualitative Method to Observe Streakline Patterns in Supersonic Flow

Flow visualization around or on a body is an important tool in aerodynamics research. It provides a method to qualitatively and quantitatively study flow structure, and it also helps researchers theorize and verify fluid flow behavior. Flow visualization can be divided into two categories: off-the-surface visualization and surface flow visualization. Off-the-surface flow visualization techniques involve determining the flow characteristics around the body of interest. They include but are not restricted to particle image velocimetry (PIV), Schlieren imaging, and smoke flow visualization. These techniques can provide qualitative as well as quantitative data on the flow around a body. However, these techniques are generally expensive and difficult to set-up. Surface flow visualization techniques, on the other hand, involve coating the body of interest with a dye to study flow on the surface. These techniques, which are more invasive in practice, include dye flow visualization and, more recently, use pressure-sensitive paint, which gives a detailed image of the flow on the body&#39;s surface. This allows researchers to visualize different flow features, including laminar bubbles, boundary layer transitions, and flow separation. Dye flow visualization, the technique of interest in the current experiment, provides a qualitative picture of the surface flow and is one of the simplest and most cost-effective surface flow visualization methods, specifically for visualizing gaseous flows on a body.
In this experiment, the surface flow behavior on six bodies are studied in supersonic flow. The streakline patterns are obtained using the dye flow visualization technique, and the flow paths, degree of flow attachment and separation, and location and type of shocks are identified and studied from the flow images.

Surface Dye Flow: Streakline Patterns in Supersonic Flow

Flow visualization around or on a body is an important tool in aerodynamics research. It provides a method to qualitatively and quantitatively study flow ...

Visualization of Flow Past a Bluff Body

Source: Ricardo Mejia-Alvarez, Hussam Hikmat Jabbar and Mahmoud N. Abdullatif, Department of Mechanical Engineering, Michigan State University, East Lansing, MI
Owing to the non-linear nature of its governing laws, fluid motion induces complicated flow patterns. Understanding the nature of these patterns has been the subject of intense scrutiny for centuries. Although personal computers and supercomputers are extensively used to deduce fluid flow patterns, their capabilities are still insufficient to determine the exact flow behavior for complex geometries or highly inertial flows (e.g. when momentum dominates over viscous resistance). With this in mind, a multitude of experimental techniques to make flow patterns evident have been developed that can reach flow regimes and geometries inaccessible to theoretical and computational tools.
This demonstration will investigate fluid flow around a bluff body. A bluff body is an object that, due to its shape, causes separated flow over most of its surface. This is in contrast to a streamlined body, like an airfoil, which is aligned in the stream and causes less flow separation. The purpose of this study is to use hydrogen bubbles as a method of visualizing flow patterns. The hydrogen bubbles are produced via electrolysis using a DC power source by submerging its electrodes in the water. Hydrogen bubbles are formed in the negative electrode, which needs to be a very fine wire to ensure that the bubbles remain small and track fluid motion more effectively. This method is suitable for steady and unsteady laminar flows, and is based on the basic flow lines that describe the nature of the flow around objects. [1-3]
This paper focuses on describing the implementation of the technique, including details about the equipment and its installation. Then, the technique is used to demonstrate the use of two of the basics flow lines to characterize the flow around a circular cylinder. These flow lines are used to estimate some important flow parameters like flow velocity and the Reynolds number, and to determine flow patterns.

Flow Around a Bluff Body, Bubbles and Von Karman Vortex Street

Source: Ricardo Mejia-Alvarez, Hussam Hikmat Jabbar and Mahmoud N. Abdullatif, Department of Mechanical Engineering, Michigan State University, East ...