流動顯示技術是流體力學研究中的重要手段之一,該書主要介紹了流動顯示技術中的基本概念,以及多種流動顯示方法的實現(xiàn)原理與應用范圍,并誦過已開展的具體實驗舉例分析不同流動顯示技術的優(yōu)缺點,主要設備組成,數(shù)據(jù)采集和流場特征提取方法,以及不確定性分析和實驗應注意事項等,并給出一系列的流動顯示測量結果展示。
《流動顯示技術與應用(第2版)》主要面對機械、航空航天、土木工程以及海洋和物理學等領域中從事流體力學實驗研究的研究人員和學生,同時,該書也可以作為科普書籍讓感興趣的大眾對流動顯示技術有一定了解。
《流動顯示技術與應用(第2版)》正文分為十二個章節(jié)。第一章為流動可視化的基本原理、應用及發(fā)展的簡介,第二章為氫氣泡流動顯示技術,第三章為染色與煙線流動顯示技術,第四章為分子標記測溫測速技術,第五章為氣相流動平面成像技術,第六章為數(shù)字粒子成像測速技術,第七章為溫敏液晶表面測溫技術,第八章為壓敏、剪敏涂料測量技術,第九章為可壓縮流動成像技術匯總,第十章為三維成像技術,第十一章為全分辨率定量流動的四維成像可視化技術,第十二章為高梯度可壓縮流動數(shù)字成像的可視化、特征提取及定量化。附錄中給出了一些實驗結果彩色圖。
流動顯示技術(flow visualization)是流動分析中最有效的工具之一,對于提高我們對復雜流體流動的理解至關重要。實際上,流體力學領域的一些重大發(fā)現(xiàn)是借助流動可視化技術實現(xiàn)的。
本書旨在為即將開展流動可視化研究的工作者提供知識儲備。雖然它主要是為機械、航空航天、土木工程以及海洋學和物理學領域的學生和研究人員編寫的,但我們希望包括醫(yī)學領域在內(nèi)的其他研究人員也能發(fā)現(xiàn)本書有很大價值。我們也希望本書在深度和廣度上能夠為那些在流動可視化方面經(jīng)驗不足及有相當經(jīng)驗的研究人員提供參考。為了全面地了解流動現(xiàn)象,通常需要定量測量來補充流動可視化技術。流動成像中最令人激動的進步之一是部分流動可視化技術可以提供定量結果,如粒子紅外測速(PIV)和分子標記測速(MTV)等。我們在本書中重點介紹了這種兩用方法。
本書分為兩個主要部分。第一部分由12章組成,每章介紹不同的流動顯示技術。第1章介紹使用臨界點理論解釋流動可視化結果,它對于每位讀者都是必要的,因為它強調(diào)了在解釋流動可視化結果時一些可能出現(xiàn)的問題。其余章節(jié)專門討論和實現(xiàn)特定的流動可視化技術:第2章,氫氣泡顯示技術;第3章,染色劑和煙霧顯示技術;第4章.分子標記速度測量與溫度測量技術;第5章,氣相流動平面成像;第6章,數(shù)字粒子圖像測速技術;第7章,熱致變色液晶的表面溫度測量:第8章,壓力敏感與剪切敏感涂料;第9章,可壓縮流動的流動顯示方法;第10、11章,三維和四維成像技術;第12章,高梯度可壓縮流動數(shù)值顯示的可視化、特征提取與量化。它們都是由流動可視化領域公認的專家撰寫的。第二部分由來自世界各地的學術帶頭人員拍攝的一系列流動圖像組成。這些插圖給出了本書介紹的技術的一些例子和部分著名流動現(xiàn)象的高質量圖像。
流動可視化涵蓋范圍廣泛,本書當然不可能將所有主題全部包含,主題的選擇也許會引起爭議,也會存在許多遺漏。對于本書中的任何問題和遺漏,作者深表歉意。
最后,我們想借此機會對本書中所有分享流動可視化專業(yè)知識的作者們表示感謝,感謝他們的辛勤工作與特殊貢獻。本書的完成離不開他們,我們希望他們對本書感到滿意。
第1章 詮釋流動顯示
1.1 簡介
1.2 流型中的臨界點
1.3 流線、跡線與脈線的關系
1.4 截面流線
1.5 分支線
1.6 借助脈線與流線詮釋非定常流型
1.7 小結
1.8 參考文獻
第2章 氫氣泡顯示技術
2.1 引言
2.2 氫氣泡生成系統(tǒng)
2.3 氣泡探針
2.4 照明一
2.5 獨特的應用
2.6 參考文獻
第3章 染色劑和煙霧顯示技術
3.1 引言
3.2 水中的流動顯示技術
3.2.1 傳統(tǒng)的染色劑
3.2.2 洗衣增白劑
3.2.3 牛奶
3.2.4 熒光染色劑
3.2.5 染色劑注入方法
3.2.6 檢流流體
3.2.7 電解沉積
3.3 空氣中的流動顯示
3.3.1 煙霧風洞
3.3.2 發(fā)煙裝置
3.3.3 線技術
3.3.4 氯化鈦
3.4 攝影設備與攝影技術
3.4.1 照明
3.4.2 相機
3.4.3 鏡頭
3.4.4 膠片
3.5 注意事項
3.6 參考文獻
第4章 分子標記速度測量與溫度測量技術
4.1 引言
4.2 光敏示蹤劑特性
4.2.1 光致變色染色劑
4.2.2 磷光超分子
4.2.3 可光解染色劑
4.3 分子標記技術的示例
4.3.1 磷光超分子
4.3.2 可光解染色示蹤劑
4.4 圖像處理和試驗準確性
4.4.1 線處理技術
4.4.2 網(wǎng)格處理技術
4.4.3 射線追蹤
4.4.4 分子標記測溫法
4.5 參考文獻
第5章 氣相流動平面成像
5.1 引言
5.2 平面激光誘導熒光
5.2.1 基于激光誘導熒光的速度追蹤
5.3 分子與粒子的瑞利成像
……
第6章 數(shù)字粒子圖像測速技術
第7章 熱至變色液晶的表面溫度測量
第8章 壓力敏感與剪切敏感涂料
第9章 可壓縮流動的流動顯示方法
第10章 三維成像
第11章 思維全分辨率成像的流動顯示
第12章 高梯度可壓縮流動數(shù)值顯示的可視化、特征提取與量化
附錄A:提取不連續(xù)性取向的偽代碼
參考文獻
色彩圖片和流動畫廊
參考文獻