Apa Arus Visualisasi?Visualisasi aliran adalah alat yang sangat berharga dalam suatu insinyur / ilmuwan toolbox.Hal ini memungkinkanpemahaman yang lebih baik karakteristik aliran dalam perangkat atau sistem dengan memungkinkan pola aliran yang sebenarnya harus dilihat.Hal ini dapat digunakan untuk dengan cepat mengidentifikasi masalah yang bisa menghambat, jika tidak sangat membatasi, kinerja perangkat / sistem.Seringkali masalahnya adalah karena cairan tidak bersikap seperti insinyur diharapkan.Visualisasi aliran dapat digunakan untuk memahami dan mengoptimalkan desain perangkat yang melibatkan aliran cairan dan gas.Kebanyakan aliran cairan transparan, dan gerakan fluida yang sebenarnya tidak nampak oleh mata manusia.Dalam rangka untuk visual memeriksa gerakan cairan seperti itu perlu untuk menggunakan berbagai teknik yang akan memungkinkan aliran cairan yang akan diamati.Flometrics telah menggunakan visualisasi aliran untuk mempelajari aliran melalui katup, manifold, pompa, perangkat pendingin aliran, flow meter, arteri stented, cairan dan sistem pengiriman gas, reaktor biologis, dan perangkat lainnya.Hal ini dapat menunjukkan di mana bidang tinggi dan rendah kecepatan arus, dan di mana pemisahan aliran, resirkulasi dan turbulen zona terjadi.Setelah visualisasi aliran telah dicapai, Flometrics dapat mengubah konfigurasi untuk mengubah pola aliran, atau membuat pengukuran di tempat menarik dalam aliran.Jika masalah aliran cepat diidentifikasi, banyak uang yang dapat disimpan dengan menghilangkan pekerjaan investigasi dan beberapa iterasi desain.Sebagai manajer teknik yang paling tahu, "menebak" bisa mahal!Dalam banyak kasus itu lebih cepat untuk menjalankan melalui serangkaian varations dari desain dengan visualisasi aliran dibandingkan dengan CFD, dimana setiap komputer dijalankan bisa berjam-jam.Flometrics dapat membantu Anda memutuskan apa jenis visualisasi aliran yang tepat bagi Anda.Kami memiliki laser yang lembar sistem kami pembuangan cahaya, teknik gelembung hidrogen, Schlieren, atau pewarna atau asap teknik tradisional.Toko pemodelan kami dapat dengan cepat membuat model dimensi akurat perangkat atau sistem yang diperlukan untuk melakukan visualisasi aliran pada.

Kuantitatif Visualisasi AliranTujuanTujuan utama dari proyek ini adalah dengan menggunakan teknik visualisasi aliran kuantitatif dalam pengajaran disiplin terkait termal dan cairan dengan menyediakan visualisasi yang disempurnakan courseware.Paket ini berbasis web memungkinkan siswa untuk belajar berbagai mata pelajaran yang penting secara interaktif dengan menggunakan bookmark dan hyperlinkages.Integrasi hasil visualisasi dan data kuantitatif menyediakan cara optimal belajar mata pelajaran termal dan cairan karena tidak hanya memotivasi minat siswa dan meningkatkan pemahaman mereka tentang subyek tetapi juga merangsang pemahaman yang mendalam dengan memungkinkan interaksi penuh.

Pengantar"Ilmu Thermal" adalah salah satu kurikulum yang paling sulit bagi mahasiswa teknik sarjana.Alasan utama adalah kesulitan dalam konseptual memvisualisasikan fenomena termal / cairan karena sebagian besar cairan yang transparan dan gerakan mereka dan proses termal terkait tidak terlihat oleh mata manusia.Akibatnya, metode visualisasi memainkan peran penting dalam menangkap konsep tersebut.Dalam ilmu fluida termal, pemahaman proses termal / aliran fisik dapat sangat ditingkatkan jika pola aliran bunga dapat diamati secara visual.Dalam terang ini, kami memproduksi Courseware berbasis visualisasi berikut sebagai suplemen untuk pengajaran mekanika fluida.Berbeda dengan teknik visualisasi aliran tradisional, kita menggunakan teknik visualisasi kuantitatif yang tidak hanya dapat memberikan visualisasi kualitatif tetapi juga dapat menghasilkan kecepatan yang berguna dan data vortisitas.Dengan bantuan teknik ini, siswa akan dapat langsung dibandingkan data hasil teoritis atau numerik.Pengukuran aliran Whole-lapangan dan visualisasi:TheParticle Image velocimetry (PIV)digunakan untuk meningkatkan pengajaran laboratorium sarjana.PIV dapat memberikan pengukuran / visualisasi informasi medan kecepatan global medan aliran kompleks.Proyek sampel yang disajikan meliputi: Pemisahan aliran dan bangun turbulen Proses injeksi Droplet dari Hewlett-Packard inkjet printhead Jet Dinding jetKedua fotografi visualisasi dan data yang sesuai PIV seluruh lapangan akan diintegrasikan ke dalam satu database.Informasi yang berguna aliran, seperti profil kecepatan dan kontur vortisitas warna-kode, yang tersedia di daerah-daerah tertentu pada fotografi menggunakan hyperlink.

Arus Pemisahan dan Wake

Ketika cairan bergerak berdekatan dengan permukaan padat, gerakannya tergantung pada keseimbangan beberapa gaya yang bekerja pada partikel fluida: gaya gesekan di permukaan, gaya viskos oleh aliran sungai tetangga, dan gaya tekan tergantung pada kondisi aliran eksternal.Cairan dapat melanjutkan gerak maju apabila gradien tekanan yang menguntungkan.Namun, jika cairan mengalami gradien tekanan balik, yaitu ketika gaya tekanan terhadap gerakan fluida, partikel fluida dapat dihentikan dan kadang-kadang dipaksa untuk bergerak mundur.The keterbelakangan dan gerak mundur yang bergerak selalu terjadi di permukaan sejak gaya gesekan yang diberikan oleh dinding adalah terbesar dan momentum fluida jauh lebih rendah di sana.Ketika cairan bergerak mundur di permukaan, partikel berikut harus pindah dari permukaan dan aliran dikatakan "dipisahkan" dari permukaan.Fenomena ini disebut "aliran pemisahan".Ketika aliran ini lewat sebuah bluff body, gradien tekanan kuat merugikan selalu memimpin paruh belakang tubuh dan aliran memisahkan.Aliran pemisahan mencegah tekanan sedang pulih pada paruh belakang objek, oleh karena itu, menyebabkan perbedaan tekanan antara bagian depan dan sisi belakang objek.Akibatnya, gaya drag net bertindak pada tubuh seperti yang biasanya disebut tarik bentuk atau pressure drag.Dalam tambahan untuk ini gaya drag, medan aliran bangun sangat goyah dan dapat menginduksi signifikan beban lateral berfluktuasi pada objek.The goyah sifat aliran bangun dibahas secara lebih detail dalam silinder halaman web aliran bangun. Aliran bangun di belakang silinder sirkular

Proses Injeksi Droplet Inkjet

Teknologi bubble jet thermal telah digunakan secara luas di printer inkjet komersial.Ini adalah salah satu cara yang paling efektif untuk menghasilkan kualitas cetak warna tinggi.Tetesan tinta kecil yang dikeluarkan dari kartrid inkjet untuk membentuk pola cetak ketika mereka menimpa kertas.Dalam ruang inkjet, pemanas garis tipis menguap tinta cair ketika arus listrik melewati itu.Meningkatnya tekanan di dalam ruangan memaksa tinta cairan yang tersisa untuk mengeluarkan dari nozzle sebagai kolom jet cair.Gelembung runtuh sebagai arus listrik dimatikan dan ruangan diisi kembali oleh tinta cair luar ruangan.Ini dan mematikan siklus berulang pada frekuensi sangat tinggi (~ kisaran kHz) dan aliran tetesan inkjet membentuk pola cetak.Proses ini digambarkan dalam skema berikut.

Karena ketidakstabilan kapiler, kolom jet dikeluarkan memecah menjadi tetesan primer dan aliran tetesan kecil (tetesan satelit) seperti yang ditunjukkan.Proses ejeksi dan pelajaran menarik lainnya yang berkaitan dengan pembentukan tetesan inkjet dapat ditemukan di halaman web berikut.Proses Injeksi Droplet Inkjet

JetJet dibentuk dengan aliran yang keluar dari nozzle ke dalam cairan ambient yang dapat beristirahat (jet gratis) atau bergerak (a coflowing atau counterflowing jet) atau tangensial ke permukaan padat (jet dinding).Jet adalah salah satu konfigurasi aliran dasar yang telah banyak digunakan dalam berbagai aplikasi praktis seperti injeksi bahan bakar, bakar, mesin jet propulsi knalpot dan lain-lain.Salah satu pertimbangan yang paling penting untuk aliran jet adalah entrainment dan proses pencampuran jet sehubungan dengan lingkungannya.Misalnya, dalam sebuah injektor bahan bakar, distribusi pencampuran dan bahan bakar lebih seragam berarti efisiensi pembakaran yang tinggi dan performa mesin yang lebih baik.Dalam rangka untuk mengkarakterisasi proses pencampuran jet, sebuah medan aliran jet diukur dengan menggunakanParticle Image velocimetry (PIV)disajikan pada halaman berikut. PIV Jet Arus Lapangan

Dinding Jet

Sebuah jet dinding aliran fluida ditiup tangensial di sepanjang dinding dan memiliki berbagai aplikasi, seperti kontrol pemisahan batas-lapisan atas sayap, pendinginan film di pisau turbin, dll foto yang ditunjukkan di atas adalah aliran dinding jet keluar dari nozzle dan aliran adalah dari kiri ke kanan.Asap digunakan untuk benih aliran dalam rangka untuk memvisualisasikan jet dan mengambil gambar PIV.Permukaan dapat terlihat dengan jelas sebagai garis antarmuka antara gambar jet dan citra tercermin dari permukaan.Ada dua daerah yang berbeda dalam konfigurasi dinding jet: pertama, lapisan geser bebas luar yang tunduk pada inviscid Kelvin-Helmholtz ketidakstabilan dan pembentukan vortisitas skala besar, dan lapisan dalam yang berperilaku seperti lapisan batas kental.Interaksi antara struktur skala besar dari lapisan luar dan lapisan dalam akhirnya mengarah pada transisi laminar-to-turbulensi.Proses ini dapat dipahami lebih baik dengan browsing melalui halaman berikut ini:

Aliran udara tidak bisa dilihat dengan mata telanjang.Aliran air dapat dilihat tetapi tidak nya arus atau distribusi kecepatan.Ilmu konsolidasi yang menganalisis perilaku fluida tak terlihat oleh mata seperti ini sebagai informasi gambar yang disebut 'visualisasi aliran', dan hal ini sangat berguna untuk memperjelas fenomena fluida.Pepatah 'melihat adalah percaya' yang paling tepat mengungkapkan pentingnya visualisasi aliran.

Laporan ini menyajikan gambaran teknik untuk visualisasi data aliran fluida.Yang populer teknik Sensitif Temperatur Cat, Cat Tekanan Sensitif, Metode Tuft, Hidrogen Bubble, Metode optik, dan Partikel Pencitraan velocimetry dijelaskan secara rinci.Angka-angka untuk berbagai teknik telah dipresentasikan pada akhir laporan ini.

Laporan ini terutama terkonsentrasi pada percobaan visualisasi aliran fluida.Metode visualisasi dibantu komputer masih penting telah diringkas, seperti pencitraan velocimetry partikel.Sebuah ringkasan dari semua teknik penting telah dipresentasikan pada akhir laporan.Pengantarkomputer grafis visualisasi alirantelah dibuat sehingga pembaca dapat memiliki ide dasar dari teknik visualisasi grafis.

Tujuan dan Masalah Arus Visualisasi

Visualisasi aliran mungkin ada selama aliran fluida riset itu sendiri.Sampai saat ini,Visualisasi aliran eksperimental telah bantuan visualisasi utama dalam penelitian aliran fluida.Teknik visualisasi aliran eksperimental diterapkan karena beberapa alasan: Untuk mendapatkan kesan aliran cairan di sekitar model skala dari objek nyata, tanpaPerhitungan; Sebagai sumber inspirasi bagi pengembangan teori-teori baru dan lebih baik dari aliran fluida; Untuk memverifikasi teori baru atau model.

Meskipun digunakan secara luas, metode ini menderita beberapa masalah.Sebuah aliran fluida sering dipengaruhi oleh teknik eksperimental, dan tidak semua fenomena aliran fluida atau parameter yang relevan dapat divisualisasikan dengan teknik eksperimental.Juga, pembangunan model fisik skala kecil dan peralatan eksperimen seperti terowongan angin yang mahal, dan eksperimen yang memakan waktu.

Baru-baru ini jenis baru visualisasi telah muncul:visualisasi dibantu komputer.Peningkatan daya komputasi telah menyebabkan meningkatnya penggunaan komputer untuk simulasi numerik.Di bidang dinamika fluida, komputer yang banyak digunakan untuk menghitung bidang kecepatan dan jumlah aliran lainnya, menggunakan teknik numerik untuk memecahkan mengatur persamaan Navier-Stokes.Hal ini telah menyebabkan munculnya Computational Fluid Dynamics (CFD) sebagai bidang penelitian baru dan praktek.

Untuk menganalisis hasil perhitungan yang rumit, teknik visualisasi komputer yang diperlukan.Manusia mampu memahami lebih banyak informasi bila ditampilkan secara visual, bukan numerik.Dengan menggunakan komputer tidak hanya untuk menghitung data numerik, tetapi juga untuk memvisualisasikan data ini dengan cara yang dimengerti, manfaat dari daya komputasi meningkat jauh lebih besar.

Visualisasi cairan Data simulasi aliran mungkin memiliki beberapa tujuan yang berbeda.Salah satu tujuan adalah verifikasi model teoritis dalam penelitian fundamental.Ketika fenomena aliran digambarkan oleh model, aliran model ini harus dibandingkan dengan 'nyata' aliran fluida.Keakuratan model dapat diverifikasi dengan perhitungan dan visualisasi aliran dengan model, dan perbandingan hasil dengan hasil eksperimen.Jika hasil numerik dan aliran eksperimental yang divisualisasikan dengan cara yang sama, verifikasi kualitatif dengan inspeksi visual dapat sangat efektif.Penelitian dalam metode numerik untuk memecahkan persamaan aliran dapat didukung.Dengan memvisualisasikan solusi ditemukan, tetapi juga oleh visualisasi hasil antara selama proses berulang-ulang solusi.

Tujuan lain dari aliran fluida visualisasi adalah analisis dan evaluasi desain.Untuk desain mobil, pesawat terbang, pelabuhan, atau benda lainnya yang secara fungsional terkait dengan aliran fluida, perhitungan dan visualisasi fenomena aliran fluida dapat menjadi alat yang ampuh dalam optimasi desain dan evaluasi.Dalam jenis penelitian terapan, komunikasi hasil analisis aliran kepada orang lain, termasuk non-spesialis, adalah penting dalam proses pengambilan keputusan.

Dalam prakteknya, sering baik visualisasi eksperimental dan dibantu komputer akan diterapkan.Visualisasi aliran fluida menggunakan komputer grafis akan terinspirasi oleh visualisasi eksperimental.Mengikuti perkembangan teknik solusi aliran 3D, ada terutama kebutuhan mendesak untuk visualisasi pola aliran 3D.Hal ini menyajikan banyak masalah yang menarik tapi masih belum terpecahkan penelitian komputer grafis.Aliran data yang berbeda dalam banyak hal dari benda-benda dan permukaan tradisional ditampilkan oleh komputer grafis 3D.Teknik-teknik baru yang muncul untuk menghasilkan gambar informatif pola aliran, juga, teknik sedang dikembangkan untuk mengubah masalah visualisasi aliran untuk menampilkan primitif grafis tradisional.

Eksperimental Visualisasi Aliran

1.Tekanan Sensitif Cat (psp) Dan Suhu Cat Sensitif (sdt)

Penggunaan probe molekuler luminescent untuk mengukur suhu permukaan dan tekanan pada model terowongan angin dan kendaraan penerbangan menawarkan janji resolusi spasial ditingkatkan dan biaya yang lebih rendah dibandingkan dengan teknik tradisional.Sensor ini baru disebut cat sensitif temperatur (TSP) dan cat pressure-sensitive (PSP).

Secara tradisional, array termokopel dan keran tekanan telah digunakan untuk mendapatkan suhu permukaan dan distribusi tekanan.Teknik ini bisa sangat padat karya dan model / flight biaya persiapan kendaraan yang tinggi ketika peta yang terperinci tentang suhu dan tekanan yang diinginkan.Selanjutnya, resolusi spasial dibatasi oleh jumlah lokasi instrumentasi yang dipilih.Sebagai perbandingan, TSP dan teknik PSP menyediakan cara untuk mendapatkan sederhana, murah, pengukuran penuh bidang suhu dan tekanan dengan resolusi spasial yang lebih tinggi.Kedua TSP dan PSP menggabungkan molekul luminescent dalam cat yang dapat diterapkan pada setiap permukaan model yang aerodinamis.Gambar 1 menunjukkan skema dari lapisan cat menggabungkan molekul bercahaya.

Lapisan cat terdiri dari molekul luminescent dan bahan pengikat polimer.Hasil 'cat' dapat diterapkan ke permukaan menggunakan kuas atau semprotan.Sebagai cat mengering, pelarut menguap dan meninggalkan matriks polimer dengan molekul luminescent tertanam di dalamnya.Cahaya dengan panjang gelombang yang tepat untuk merangsang molekul bercahaya di cat diarahkan pada model dan cahaya bercahaya dari gelombang yang lebih panjang yang dipancarkan oleh molekul Menggunakan filter yang tepat, cahaya eksitasi dan cahaya emisi luminescent dapat dipisahkan dan intensitas cahaya luminescent dapat ditentukan menggunakan detektor foto.Melalui proses foto-fisik yang dikenal sebagai pendinginan termal-dan oksigen, intensitas bercahaya dari emisi cat berhubungan dengan suhu atau tekanan.Oleh karena itu, dari intensitas bercahaya terdeteksi, suhu dan tekanan dapat ditentukan.Polimer pengikat adalah unsur penting dari cat luminescent digunakan untuk mematuhi cat ke permukaan bunga.Dalam beberapa kasus, matriks polimer adalah jangkar pasif.Dalam kasus lain, bagaimanapun, polimer dapat mempengaruhi secara signifikan perilaku fisik foto cat melalui interaksi yang rumit antara molekul luminescent dan makro-molekul polimer.Sebuah polimer pengikat yang baik harus cukup kuat untuk mempertahankan gesekan kulit dan kekuatan lain pada permukaan model aerodinamis.Juga, itu harus mudah untuk menerapkan dan memperbaiki ke permukaan dalam halus, film tipis.Untuk TSP, banyak resin tersedia secara komersial dan epoxies dapat dipilih berfungsi sebagai pengikat polimer jika mereka tidak permeabel oksigen dan tidak menurunkan aktivitas molekul luminophore.Sebaliknya, polimer pengikat yang baik untuk PSP harus memiliki permeabilitas oksigen yang tinggi selain kuat dan mudah diterapkan.Sistem kamera CCD untuk cat luminescent adalah yang paling umum digunakan dalam pengujian aerodinamis.Skema dari sistem ini ditunjukkan pada Gambar 2.The luminescentCat (TSP atau PSP) dilapisi pada permukaan model.Cat sangat tertarik untukLuminance oleh sumber pencahayaan, seperti lampu atau laser.The luminescent Intensitas Gambar disaring optik untuk menghilangkan cahaya menerangi dan kemudian ditangkap oleh CCDKamera dan ditransfer ke komputer dengan papan frame grabber untuk pengolahan citra.Kedua angin pada gambar (pada suhu dan tekanan akan ditentukan) dan angin-off gambar(Pada suhu konstan dikenal dan tekanan) yang diperoleh.Rasio antara angin dan angin-off gambar diambil setelah gambar tingkat saat gelap dikurangi dari keduaGambar, menghasilkan gambar intensitas bercahaya relatif.Menggunakan hubungan kalibrasi, suhu permukaan dan distribusi tekanan dapat dihitung dari relatifGambar intensitas bercahaya.TSP juga telah digunakan sebagai pendekatan mengalir deteksi transisi sejak perpindahan panas konvektif jauh lebih tinggi dalam aliran turbulen daripada di aliran laminar, TSP dapat memvisualisasikan perbedaan suhu permukaan antara daerah bergolak dan laminar.Dalam kecepatan angin tes terowongan rendah, model biasanya dipanaskan atau didinginkan untuk meningkatkan variasi suhu di garis transisi.PSP / TSP Teknik menyediakan alat yang menjanjikan untuk mengukur tekanan permukaandistribusi pada pisau berputar kecepatan tinggi pada resolusi spasial tinggi.InstrumentasiSangat sulit dalam lingkungan berputar dan keran tekanan melemahkanStruktur pisau berputar.Baru-baru ini, tes dilakukan untuk mengukur distribusi tekanan bijaksana chord pada baling-baling dari kecepatan aliran aksial tinggi kompresor / TSP (Ru (bpy)-lak) dan PSP (Ru (ph2-phen) di GE RTV 118) yang diterapkan untuk bolak pisau.TSP memberikan distribusi temperatur pada pisau untukkoreksi suhu hasil PSP.Sebuah sistem laser scanning digunakan untukeksitasi dan deteksi luminescence.Baik TSP dan PSP bersemangat denganArgon laser dan luminescence terdeteksi dengan Hamamatsu PMT.Sistem yang samadigunakan pada Sinyal F109 gas mesin turbin Sekutu memberikan permukaan hisappeta tekanan di 14000 rpm ditunjukkan pada Gambar 3

Keuntungan:

Seperti disebutkan sebelumnya, tekanan cat sensitif digunakan untuk mengukur tekanan permukaan.Metode konvensional untuk mengukur tekanan ini untuk menerapkan keran tekanan atau transduser ke model, tetapi pendekatan ini memiliki beberapa kelemahan signifikan.Pertama-tama, keran dan transduser hanya memungkinkan pengukuran pada titik-titik diskrit pada model permukaan.Tekanan permukaan pada lokasi lain pada model hanya dapat diinterpolasi dari titik dikenal.Kerugian lain adalah bahwa keran dan transduser yang mengganggu terhadap aliran.Pengukuran tidak dapat diambil hilir keran atau transduser lain, karena aliran tersebut diubah setelah melewati gangguan hulu.Akhirnya, keran dan transduser yang memakan waktu dan mahal untuk digunakan.Model yang biasa digunakan untuk menentukan beban permukaan dalam desain pesawat biasanya biaya $ 500.000 untuk $ 1 juta, dengan sekitar 30% dari biaya akan menuju keran tekanan dan instalasi mereka.

Sebuah metode yang relatif baru untuk pengukuran tekanan permukaan menggunakan cat tekanan sensitif, atau PSP.Cat sensitif tekanan memiliki banyak keuntungan lebih keran tekanan yang lebih konvensional dan transduser.Yang paling jelas adalah bahwa PSP adalah pengukuran lapangan, memungkinkan untuk penentuan tekanan permukaan atas seluruh model bukan hanya pada titik-titik diskrit.Oleh karena itu, PSP memberikan resolusi spasial jauh lebih besar dari keran tekanan, dan gangguan dalam aliran yang langsung diamati.

PSP juga memiliki keuntungan menjadi teknik non-intrusif.Penggunaan PSP, untuk sebagian besar, tidak mempengaruhi aliran di sekitar model, memungkinkan penggunaannya atas seluruh model permukaan.Penggunaan PSP menghilangkan kebutuhan untuk sejumlah besar keran tekanan, yang menyebabkan lebih dari satu manfaat.Sejak keran tekanan tidak perlu diinstal, model dapat dibangun dalam waktu kurang, dan dengan uang kurang dari sebelumnya.Juga, karena lubang tidak perlu dibor dalam model untuk instalasi PDAM, kekuatan model meningkat, dan angka Reynolds yang lebih tinggi dapat diperoleh.Tidak hanya metode PSP mengurangi biaya pembangunan model, tetapi juga mengurangi biaya instrumentasi yang diperlukan untuk pengumpulan data.Selain itu, peralatan yang dibutuhkan untuk PSP biaya kurang dari keran tekanan, tetapi juga dapat dengan mudah digunakan kembali untuk berbagai model.

Dalam desain pesawat, PSP memiliki potensi untuk menghemat waktu dan uang.Distribusi data kontinu pada model yang disediakan oleh PSP dapat dengan mudah diintegrasikan atas komponen tertentu, yang dapat memberikan beban permukaan rinci.Karena model untuk digunakan dengan teknik PSP lebih cepat untuk membangun, hal ini memungkinkan untuk data beban untuk diketahui jauh lebih awal dalam proses desain.

Kekurangan:

Sayangnya, PSP bukan tanpa karakteristik yang tidak diinginkan tersebut.Salah satu karakteristik ini adalah bahwa respon dari molekul luminescent dalam lapisan PSP degradasi dengan waktu paparan pencahayaan eksitasi.Degradasi ini terjadi karena reaksi fotokimia yang terjadi ketika molekul sangat antusias.Akhirnya, degradasi ini molekul menentukan masa manfaat dari lapisan PSP.Karakteristik ini menjadi lebih penting untuk model yang lebih besar, karena biaya dan waktu PSP reapplication menjadi faktor yang signifikan.Sebuah karakteristik yang tidak diinginkan kedua PSP adalah bahwa intensitas emisi dipengaruhi oleh suhu setempat.Perilaku ini disebabkan suhu berpengaruh pada keadaan energi dari molekul bercahaya, dan permeabilitas oksigen pengikat.Suhu ini ketergantungan menjadi lebih signifikan dalam tes aliran kompresibel, dimana suhu pemulihan atas permukaan model yang tidak seragam.

Pengaturan eksperimental

Seperti yang terlihat di bawah ini, PSP setup eksperimental terdiri dari sejumlah elemen yang terpisah.Spesifikasi setiap elemen tergantung pada kondisi pengujian, tujuan, dan anggaran.

Keuntungan:

Seperti disebutkan sebelumnya, tekanan cat sensitif digunakan untuk mengukur tekanan permukaan.Metode konvensional untuk mengukur tekanan ini untuk menerapkan keran tekanan atau transduser ke model, tetapi pendekatan ini memiliki beberapa kelemahan signifikan.Pertama-tama, keran dan transduser hanya memungkinkan pengukuran pada titik-titik diskrit pada model permukaan.Tekanan permukaan pada lokasi lain pada model hanya dapat diinterpolasi dari titik dikenal.Kerugian lain adalah bahwa keran dan transduser yang mengganggu terhadap aliran.Pengukuran tidak dapat diambil hilir keran atau transduser lain, karena aliran tersebut diubah setelah melewati gangguan hulu.Akhirnya, keran dan transduser yang memakan waktu dan mahal untuk digunakan.Model yang biasa digunakan untuk menentukan beban permukaan dalam desain pesawat biasanya biaya $ 500.000 untuk $ 1 juta, dengan sekitar 30% dari biaya akan menuju keran tekanan dan instalasi mereka.

Sebuah metode yang relatif baru untuk pengukuran tekanan permukaan menggunakan cat tekanan sensitif, atau PSP.Cat sensitif tekanan memiliki banyak keuntungan lebih keran tekanan yang lebih konvensional dan transduser.Yang paling jelas adalah bahwa PSP adalah pengukuran lapangan, memungkinkan untuk penentuan tekanan permukaan atas seluruh model bukan hanya pada titik-titik diskrit.Oleh karena itu, PSP memberikan resolusi spasial jauh lebih besar dari keran tekanan, dan gangguan dalam aliran yang langsung diamati.

PSP juga memiliki keuntungan menjadi teknik non-intrusif.Penggunaan PSP, untuk sebagian besar, tidak mempengaruhi aliran di sekitar model, memungkinkan penggunaannya atas seluruh model permukaan.Penggunaan PSP menghilangkan kebutuhan untuk sejumlah besar keran tekanan, yang menyebabkan lebih dari satu manfaat.Sejak keran tekanan tidak perlu diinstal, model dapat dibangun dalam waktu kurang, dan dengan uang kurang dari sebelumnya.Juga, karena lubang tidak perlu dibor dalam model untuk instalasi PDAM, kekuatan model meningkat, dan angka Reynolds yang lebih tinggi dapat diperoleh.Tidak hanya metode PSP mengurangi biaya pembangunan model, tetapi juga mengurangi biaya instrumentasi yang diperlukan untuk pengumpulan data.Selain itu, peralatan yang dibutuhkan untuk PSP biaya kurang dari keran tekanan, tetapi juga dapat dengan mudah digunakan kembali untuk berbagai model.

Dalam desain pesawat, PSP memiliki potensi untuk menghemat waktu dan uang.Distribusi data kontinu pada model yang disediakan oleh PSP dapat dengan mudah diintegrasikan atas komponen tertentu, yang dapat memberikan beban permukaan rinci.Karena model untuk digunakan dengan teknik PSP lebih cepat untuk membangun, hal ini memungkinkan untuk data beban untuk diketahui jauh lebih awal dalam proses desain.

Kekurangan:

Sayangnya, PSP bukan tanpa karakteristik yang tidak diinginkan tersebut.Salah satu karakteristik ini adalah bahwa respon dari molekul luminescent dalam lapisan PSP degradasi dengan waktu paparan pencahayaan eksitasi.Degradasi ini terjadi karena reaksi fotokimia yang terjadi ketika molekul sangat antusias.Akhirnya, degradasi ini molekul menentukan masa manfaat dari lapisan PSP.Karakteristik ini menjadi lebih penting untuk model yang lebih besar, karena biaya dan waktu PSP reapplication menjadi faktor yang signifikan.

Sebuah karakteristik yang tidak diinginkan kedua PSP adalah bahwa intensitas emisi dipengaruhi oleh suhu setempat.Perilaku ini disebabkan suhu berpengaruh pada keadaan energi dari molekul bercahaya, dan permeabilitas oksigen pengikat.Suhu ini ketergantungan menjadi lebih signifikan dalam tes aliran kompresibel, dimana suhu pemulihan atas permukaan model yang tidak seragam.

Pengaturan eksperimentalSeperti yang terlihat di bawah ini, PSP setup eksperimental terdiri dari sejumlah elemen yang terpisah.Spesifikasi setiap elemen tergantung pada kondisi pengujian, tujuan, dan anggaran.

Khas PSP setup eksperimental

Iluminasi:Unsur pencahayaan ("sumber cahaya") dari setup digunakan untuk merangsang molekul bercahaya dalam lapisan PSP.Karena intensitas pencahayaan yang dipancarkan sebanding dengan pencahayaan eksitasi, sumber pencahayaan harus menjadi kekuatan yang cukup dalam spektrum penyerapan lapisan PSP, dan juga memiliki keluaran yang stabil dari waktu ke waktu.Untuk model yang kompleks dengan berbagai permukaan, beberapa elemen pencahayaan sering dibutuhkan untuk mencapai cakupan yang memadai dari model permukaan.Beberapa contoh elemen pencahayaan adalah laser, lampu busur yang terus menerus dan flash, dan lampu pijar sederhana.

Pencitraan:Unsur pencitraan ("kamera") yang digunakan dalam setup eksperimental sangat tergantung pada hasil yang diperlukan.Dalam kebanyakan kasus, resolusi spasial baik dari distribusi tekanan diperlukan.Elemen pencitraan yang dapat memberikan resolusi spasial yang baik meliputi fotografi konvensional masih, kamera video cahaya rendah, atau kamera CCD kelas ilmiah.Dalam sebagian besar aplikasi PSP, kamera CCD elektronik elemen pencitraan disukai karena resolusi spasial yang baik dan kemampuan untuk mengurangi data yang mereka peroleh secara real time.Kamera CCD dapat dibagi menjadi dua kelompok, kamera video hitam dan putih konvensional dan ilmiah kelas CCD kamera digital.Kamera video hitam dan putih konvensional yang menarik terutama karena biaya yang rendah.Kamera Khas menghasilkan resolusi intensitas 8-bit selama X 640 pixel resolusi spasial 480.Meskipun kamera video hitam dan putih konvensional tidak presisi instrumen ilmiah, ketika digabungkan dengan prosesor gambar PC, hasil yang diperoleh adalah lebih dari diterima untuk analisis kualitatif, dan berpotensi diterima untuk analisis kuantitatif dalam kondisi tertentu.Kelas ilmiah didinginkan kamera digital CCD, di sisi lain, adalah instrumen ilmiah presisi yang menyediakan pengukuran presisi tinggi, dengan harga biaya meningkat.Khas kamera jenis ini dapat menunjukkan 16-bit resolusi intensitas dan resolusi spasial hingga 2048 X 2048 piksel.Untuk banyak aplikasi PSP, resolusi tinggi yang disediakan oleh kamera ini adalah wajibFilter Optical.:Untuk menghindari pembacaan iluminasi yang salah, perlu bahwa pencahayaan elemen output hanya pada spektrum penyerapan, sedangkan unsur pencitraan hanya mencatat spektrum emisi.Ketika laser digunakan untuk tujuan eksitasi, ini bukan masalah, karena laser hanya menghasilkan cahaya dalam satu panjang gelombang.Sebagian besar sumber eksitasi, bagaimanapun, menghasilkan cahaya dalam spektrum yang luas.Untuk mencegah spektrum sumber eksitasi dari tumpang tindih spektrum emisi, filter optik yang ditempatkan di atas kedua unsur pencahayaan dan elemen pencitraan.Kendala ini juga membuat perlu untuk melakukan semua pengujian PSP di bagian tes gelap, cahaya ambient dinyatakan dapat mencemari bacaan.

Data Acquisition & Post Processing:Akuisisi data dan pengolahan pasca dalam sebagian besar aplikasi PSP dilakukan secara modular.Awalnya kamera dan komputer untuk memperoleh gambar angin dan kondisi angin-off.Gambar-gambar ini kemudian dapat dikoreksi dan diproses sesuai kebutuhan, baik pada mesin yang sama atau berbeda.Pendekatan modular memberikan manfaat dalam pengolahan untuk tes skala kecil dengan mudah dapat dilakukan dengan perangkat lunak umum yang berjalan pada PC.Dalam fasilitas skala besar, bagaimanapun, daya komputasi lebih banyak diperlukan, karena berjalan dengan mudah dapat menghasilkan sejumlah besar data yang harus diproses.Hal ini menyebabkan kebutuhan daya tinggi workstation grafis dan fasilitas penyimpanan berkapasitas tinggi.Hal ini juga penting untuk dicatat bahwa dalam warna palsu biasanya ditambahkan ke gambar dalam tahap post-processing untuk memfasilitasi visualisasi aliran (PSP adalah monokromatik).

Film 2.LiquidMetode ini memanfaatkan kontras diperoleh karena tingkat penguapan yang tidak merata film cair dalam laminar dan wilayah bergolak.Sebuah film dari beberapa minyak atsiri diterapkan pada permukaan model sebelum memulai aliran.Ketika aliran udara berlangsung di atas permukaan ini penguapan film minyak lebih cepat dalam bergolak daripada di daerah laminar.Sebuah kontras yang lebih jelas diperoleh dengan menggunakan cat hitam di permukaan.Metode ini dapat dengan mudah digunakan untuk permukaan blade Aeroflot di terowongan angin.