(论文部分内容摘抄)
由于悬崖体的基本性质及其许多相关的工程应用,了解悬崖体周围的流动是非常重要的。圆柱是**常研究的钝体。尽管它的形状简单,圆柱产生的尾迹是动态复杂的。通过改变雷诺数,已经观测到圆柱体尾部的各种流型和涡脱落特征。实验者对雷诺数对圆柱绕流的影响进行了评述。
分子标记测速测温(MTV&T)技术是一种基于分子的流体诊断技术,它既可以对热诱导的流体结构进行定性流体可视化,也可以对流体流动中的速度和温度分布进行定量测量。MTV&T不使用微小的示踪粒子,而是使用特别设计的磷光分子,在适当波长的光子激发下,这些分子可以变成长寿命的发光标记。脉冲激光器通常用于“标记”感兴趣区域中的分子示踪剂,并且在示踪剂的磷光寿命内连续两次询问这些被标记的分子。所测得的标记分子的拉格朗日位移提供的流速矢量的估计。
MTV技术可以被视为粒子图像测速(PIV)的分子对应物,在该技术中,流体分子而不是种子粒子被标记和跟踪。由脉冲紫外激光器形成的交叉激光束的平面网格打开了磷光三极管的发光。
对于每个激光脉冲,MTV图像对是由一对对齐的图像探测器获取的,该对探测器观察流中的同一区域。在本次实验研究中,两个探测器被单个强化电荷耦合器件CCD超快速相机(广州市元奥仪器有限公司的PCO.dicam)取代,该相机在双帧模式下工作,这允许在它们之间具有可编程时间延迟的两个标记区域的图像的获取。使用直接空间相关方来确定标记区域的位移。
使用带有快速衰减磷光体(P46)的12位(1280x1024像素)门控强化CCD相机( 德国 Excelitas PCO 公司pco.dicam像增强器相机进行图像记录。相机在双快门模式下运行,在同一激光激发脉冲下快速连续地获取两幅全帧图像。在本研究中给出的测量结果中,幅图像是在激光脉冲后1.0ms的时延捕获的,询问门周期为0.5ms。第二幅图像是在激光激励脉冲后6.0ms的时的时延捕捉的,询问门口周期相同。使用数字延迟发生器同步激光和摄像机,控制激光片照明和CCD摄像机数据采集的时间。CCD摄像机捕获的图像随后被转移到主机上进行分析。
在这些实验中,加热的气缸在混合对流状态下工作并暴露于逆流中,随理查森数的增加而线性地变化。据作者所知,本文所描述的工作是详细的实验研究,目的是研究热效应对在混合对流状态下工作且处于逆流状态的加热气缸后面的尾流的影响。应该注意的是,根据本文给出的测量结果,将纯粹的水动力效应和与热物理性质的温度相关联的效应区分开来是相当困难的,甚至是不可能的。进行了一项数值研究,以分离出这些影响。在数值研究中,将恒定粘度(即温度无关)情况下的模拟结果与相同流动条件下的温度依赖粘度情况下的拟的结果进行了定量比较,同时保持了由温度依赖密度引起的相同浮力效应。
结果发现数值模拟在预测尾涡特征和加热圆柱周围的流动模式方面给出了非常相似的结果,与本研究报告的实验观测结果相似,证实了水动力效应的主导作用。
德国 Excelitas PCO 公司的pco.dicam 像增强器相机,具备高分辨率、高感光度、快速帧重复率、精确捕捉超快速过程的优点,将可实现高效的单光子检测,为实验提供强而有力的图像数据支持。
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