La visualización de flujo o visualización de flujo en dinámica de fluidos se utiliza para hacer visibles los patrones de flujo , con el fin de obtener información cualitativa o cuantitativa sobre ellos.
Descripción general
La visualización de flujo es el arte de hacer visibles los patrones de flujo. La mayoría de los fluidos (aire, agua, etc.) son transparentes , por lo que sus patrones de flujo son invisibles a simple vista sin métodos que los hagan visibles.
Históricamente, estos métodos incluían métodos experimentales. Con el desarrollo de modelos informáticos y CFD que simulan procesos de flujo (p. ej., la distribución del aire acondicionado en un coche nuevo), se han desarrollado métodos puramente computacionales.
Métodos de visualización.
Gráfico de sombras de la turbulenta columna de aire caliente que se eleva desde la parrilla de gas de una barbacoa casera. Fotografía de Gary S. Settles, Floviz Inc.
En dinámica de fluidos experimental, los flujos se visualizan mediante tres métodos:
Visualización del flujo superficial: esto revela las líneas de flujo en el límite a medida que se acerca a una superficie sólida. El aceite coloreado aplicado a la superficie de un modelo de túnel de viento proporciona un ejemplo (el aceite responde al esfuerzo cortante de la superficie y forma un patrón).
Métodos de rastreo de partículas: se pueden agregar partículas, como humo o microesferas , a un flujo para rastrear el movimiento del fluido. Podemos iluminar las partículas con una lámina de luz láser para visualizar una porción de un patrón de flujo de fluido complicado. Suponiendo que las partículas siguen fielmente las líneas de corriente del flujo, no solo podemos visualizar el flujo sino también medir su velocidad utilizando los métodos de velocimetría de imagen de partículas o velocimetría de seguimiento de partículas . Las partículas con densidades que coincidan con la del flujo de fluido exhibirán la visualización más precisa. [1]
Métodos ópticos: Algunos flujos revelan sus patrones mediante cambios en su índice de refracción óptica . Estos se visualizan mediante métodos ópticos conocidos como gráfico de sombras , fotografía Schlieren e interferometría . Más directamente, se pueden agregar tintes a flujos (generalmente líquidos) para medir concentraciones; normalmente emplean técnicas de atenuación de la luz o fluorescencia inducida por láser .
Métodos de advección de texturas que "doblan" texturas (o imágenes) según el flujo. Como la imagen siempre es finita (el flujo podría representarse como una función suave), estos métodos visualizarán aproximaciones del flujo real.
Solicitud
En dinámica de fluidos computacional, la solución numérica de las ecuaciones gobernantes puede producir todas las propiedades del fluido en el espacio y el tiempo. Esta abrumadora cantidad de información debe mostrarse de forma significativa. Por lo tanto, la visualización del flujo es igualmente importante en la dinámica de fluidos computacional como experimental.
Samimy, M.; Breuer, KS; Leal, LG; Steen, PH (2004). Una galería de movimiento fluido . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 0-521-82773-6.
Se instala, GS (2001). Técnicas de Schlieren y gráficos de sombras: visualización de fenómenos en medios transparentes . Berlín: Springer-Verlag. ISBN 3-540-66155-7.
Smith, AJ; Lim, TT (2000). Visualización de flujo: técnicas y ejemplos . Prensa del Imperial College. ISBN 1-86094-193-1.
^ http://microspheres.us/fluorescent-microspheres/piv-seeding-microparticle-flow-visualization/599.html Recomendaciones de partículas de siembra PIV
enlaces externos
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con la visualización de flujo .
Técnicas de visualización de flujo.
Algoritmos de visualización de flujo.
Galería de ejemplos de visualización de flujo.
Velocimetría de imágenes de partículas educativas (e-PIV): recursos y demostraciones
